Закон Чайльда-Ленгмюра для столкновительного катодного слоя тлеющего разряда в азоте

• Main Authors: Valeriy Lisovskiy, V. Derevyanko, Vladimir Yegorenkov
• Format: Article
• Language: English
• Published: V.N. Karazin Kharkiv National University Publishing 2013-06-01
• Series: East European Journal of Physics
• Subjects: тлеющий разряд; катодный слой; положительные ионы; азот; закон Чайльда-Ленгмюра
• Online Access: http://periodicals.karazin.ua/eejp/article/view/13033
• ISSN: 2312-4334; 2312-4539

В данной работе измерены толщина d катодного слоя и падение напряжения U на нем при различных токах I в азоте. При узких зазорах, когда разряд состоит только из катодного слоя и отрицательного свечения, практически все приложенное к электродам напряжение падает на катодном слое. Получено, что при давлениях азота p < 1 Toрр, а также при p > 1,5 Toрр справедлив столкновительный закон Чайльда-Ленгмюра с постоянной подвижностью ионов. При 1 < p < 1,5 Toрр ни один из законов Чайльда-Ленгмюра (с постоянными подвижностью или длиной свободного пробега ионов) не пригодны для описания катодного слоя в азоте. По-видимому, при p < 1 Toрр в разряде преобладают ионы N+, а при p > 1,5 Toрр - ионы N4+. Эти ионы не испытывают перезарядки с молекулами N2 и движутся в катодном слое с постоянной подвижностью. В диапазоне 1 < p < 1,5 Toрр в разряде присутствуют ионы N+, N2+, N3+ и N4+ в сравнимых концентрациях, поэтому ни один из законов Чайльда-Ленгмюра не справедлив.