I n the low-current positive column measurements of the electron energy distribution function show considerable changes in radial direction. At any point of the positive column of the Ne-discharge under investigation it is possible t o approximate the energy distribution function by the DRUYvEsTEYN-standard form. For the case of standard energy distribution functions a theory of positive column is developed which takes into account radial changes of electron temperature. Formulae for the calculation of radial behaviour of electron temperature, space potential, and radial electric field strength are given and compared with experimental results.
ZusammenfassungDurch Integration der experimentell aus der DanYvEsTEm-Ana~yse gewonnenen Energieverteilungsfunktionen der Elektronen werden die Elektronenkonzentrationen im Plasma der positiven Saule yon Ne-und He-Niederdruckentladungen bestimmt und mit den aus der Strombilanzgleichung erhaltenen Werten verglichen. Da in die Komentrationsbestimmung aus der bei der DanYvEsmYN-Analyse ermittelten zweiten Ableitung des Sondenstromes die Lage des Plasmapotentials maDgeblich eingeht, kann man indirekt auf daa Raumpotential schliekn.Eine weitere Moglichkeit, das Plasmapotential zu bestimmen, ergibt sich am der Gegeniiberstellung von gemeesenen und berechneten Energieverteilungsfunktionen. Sowohl im Helium als auch im Neon lessen sich in erster Naherung die berechneten Verteilungsfunktionen abschnitteweise durch Standardverteilungen approximieren. Der Abfall der Verteilungsfunktion bei hohen Energien bt eine Folge der Wirk$amkeit der unelaetiachen StiiDe auf die Einatellung der Energieverteilung der Elektronen. In geeigneter Darstellung tritt bei der 1. Anregungsispannung daa betrachteten Gasa ein Knick in der 2. Ableitung der Sondenchamkteriatik auf, der erperimentell beatimmt wird. Aua der Lage diesea KnickpunkM und aus der Kenntnis der hgungespannung kann des Plasmapotential ald Bezugspunkt in der Energieskala angegeben werden. Beide Methoden weiaen darauf hin, daD das Plasmapotential im Bereich des Nulldurchganges der 2. Ableitung der Sondencharakteristik liegt.
ZussmmenfassungNach einem verbesserten Nullstromverfahren wird mit Hilfe von Gliihsonden das Raumpotential in der positiven Siule von He-und Ne-Niederdruckentladungen gemessen. Daneben werden mit einer elektronischen Anlage die 2. Ableitungen der Kennlinien von kalten und erhitzten Sonden aufgezeichnet.Wenn die Sondenspannung die Ionisierungsspannung des venvendeten Gases erreicht, konnen die von der Gliihsonde emittierten Elektronen zusiitzllich Ionen produzieren, so daS beim Ionisierungspotenbial ein weiteres Minimum in der zweiten Ableitung auftritt, deasen Lage ebenfalls das Raumpotential zu bestimmen gestattet.Beide Mefirerfahren liefern iiberainstimmend, dafi das Raumpotential rnit dem Nulldurchgang der zweiten Ableitung zusammenfallt.Err zeigte sich, daO die Oberfliichenbe8chaffenheit der Sonde den Verlauf der 2. Ableitung im Bereich des Raumpotentials weeentlich mitbestimmt.Einleitung
Die Energieverteilungsfunktion der Elektronen an der Anodenseite der Gitter-Doppelschicht in gasgefiillten Trioden kommt durch die uberlagerung einer schnellen Elektronengruppe und einer isotropen langsamen Elektronengruppe zustande. Die langsamen Elektronen entstehen aus den schnellen Elektronen durch unelastische StoBe. Bei hoher Auflosung (Verstarkung) der zweiten Ableitungen der Sonderkennlinien konnten irn hochenergetischen Teil der langsarnen Elektronengruppe zwei Naxima gefunden werden, deren Existenz und Lage durch die Energieverluste der schnellen Elektronen gemal3 dem Verlauf des Gesamtanregungsquerschnittes erkliirbar sind.
Elngegangen nm 25. 7. l 9 i l Zasammeniassung I n dieser Arbeit werden automatisch aufgezeichnete zweite Ableitungen der Kennlinien von Sonden verschiedener GroDe, Formund Temperatur zur Bestimmung der Energieverteilung der Elektronen, der Elektronenkonzentration und -temperatur unter der Annahme des Raumpotentials im Nulldurchgang der 2. Ableitung ausgewertet.Bestimmt man aus den mit vemhieden groDen Sonden gemessenen Verteilungafunktionen die Elektronenkonzentration in der positiven Siiule Von H e -und Ne-Niederdruckentladungen, so erhalt man Werte, die mit einer gegen Null konvergierenden Sondenfliiche mit dem aua der Strombilanzgleichung nach [l] berechneten Wert iibereinstimmen.Die Stiirke der Sondeniufiihrungen im Verhiiltnis zur Liinge einer Zylindersonde bestimmt die effektive Sondenfliiche, so daB bei gleicher Sondenobefliche die MeSergebnisse von Sonden, deren Liinge groB gegeniiber dem Durchmesser der Zufuhrungen ist, dem berechneten Wert am niichsten kommen.Die 2. Ableitungenvon diinnenGliihaonden, diesoweit erhitzt werden, da6 die Raumladungsachicht durch die emittierten Elektronen gerade noch nicht zerstcirt wird, haben anniihernd den Verlauf der 2. Ableitung einer idealen Sonde. (Minimum, Nulldurchgang und Maximum fallen anniihernd aueammen.) Die Kermit ermittelten Werte fiir die Elektronenkonzentration stimmen gut mit den berechneten iiberein.Die Verteilungsfunktion, die aus der gemessenen ,,idealen" zweiten Ableitung einer gliihenden Sonde ermittelt wird, zeigt mehr langsame Elektronen als die Verteilungsfunktion einer kalten Sonde an.Das Maximum der Energieverteilungafunktion verschiebt sich gegeniiber den Messungen mit einer kalten Sonde zu kleineren Spannungswerten und liefert bei Maxwellverteilung Elektronentemperaturen, die mit den aus der halblogarithmiachen Daratellung der 2. Ableitung bestimmten Elektronentemperaturen iibereinstimmen.
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