萨哈公式

更新时间:2022-08-25 17:10

萨哈公式表示等离子体处于热力学平衡状态下,原子浓度(na)和离子浓度(ni)依赖电离和复合保持平衡,使等离子体每一体积单元内,这两种粒子的浓度具有确定数值的关系式。当体系内仅有一次电离离子存在时,萨哈公式如下:式中Ki(T)为电离常数;ne和m分别为电子的浓度和质量;K为玻尔兹曼常数;h为普朗克常数;T为热力学温度;Za、Zi分别为原子和离子的分配函数;Vi为电离电位;因子2是指自由电子的统计权重。

简介

萨哈公式表示等离子体处于热力学平衡状态下,原子浓度(na)和离子浓度(ni)依赖电离和复合保持平衡,使等离子体每一体积单元内,这两种粒子的浓度具有确定数值的关系式。

公式

描述气体在高温下因原子、分子的热运动而产生电离的公式。由印度物理学家萨哈导出。萨哈公式为:

式中α =离子密度/气体原子密度,称为电离系数;T为气体的热力学温度(K);Wi为原子的电离能(eV);P为气压(托);K为玻耳兹曼常数。公式说明气体的电离度与其温度、压强有关。因为处于热平衡状态的气体,其原子或分子的运动遵循麦克斯韦速度分布律,大部分都处于最概然速度附近,其值与气体温度的平方根成正比。室温下气体原子或分子的动能低,很难发生碰撞电离,若将气体加热到高温,如将铯蒸汽加热到10000K,则约2000次碰撞中就能产生一次碰撞电离。这种因高温气体原子、分子的热运动而引起的电离称为热电离,故萨哈公式又称热电离公式。

电弧放电

两个电极在一定电压下由气态带电粒子,如电子或离子,维持导电的现象。激发试样产生光谱。电弧放电主要发射原子谱线,是发射光谱分析常用的激发光源。通常分为直流电弧放电和交流电弧放电两种。     

气体放电中最强烈的一种自持放电。当电源提供较大功率的电能时,若极间电压不高(约几十伏),两极间气体或金属蒸气中可持续通过较强的电流(几安至几十安),并发出强烈的光辉,产生高温(几千至上万度),这就是电弧放电。电弧是一种常见的热等离子体。     

电弧放电最显著的外观特征是明亮的弧光柱和电极斑点。电弧的重要特点是电流增大时,极间电压下降,弧柱电位梯度也低,每厘米长电弧电压降通常不过几百伏,有时在1伏以下。弧柱的电流密度很高,每平方厘米可达几千安,极斑上的电流密度更高。 

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