Uniform Moment Theory for Charged Particle Motion in Gases

Abstract

Moment equations for the motion of trace amounts of charged particles through dilute gases are developed from the Boltzmann equation. A new method for truncating the coupled moment equations is used to develop differential equations governing the moments in successive approximations. The first approximation equations are shown to agree completely with equations known to describe ion motion in drift-tube mass spectrometers, ion mobility spectrometers, ion traps, and collision-dominated ion cyclotron resonance experiments. Applications to differential mobility spectrometers and other devices are also described.

Рекуррентная Процедура Построения Неизотропных Матричных Элементов Интеграла Столкновений Нелинейного Уравнения Больцмана

“…Следует отметить, что двухтемпературный момент-ный метод широко используется в линейных зада-чах [7,13,14], но предложенные там способы расчета МЭ не позволяют строить ФР, особенно в сильных полях и в высокоэнергетических областях.…”

Кинетика Примеси Ионов В Собственном Газе Во Внешнем Гармоническом Электрическом Поле

“…Основной сложностью при применении моментного метода является расчет матричных элементов (МЭ) интеграла столкновений. В известных нам работах в основном рассматриваются либо малое число членов разложения ФР [13], либо случай, когда отношение масс иона к массе атома фонового газа невелико. Например, метод расчета интеграла столкновений, предложенный Кумаром [14], оказывается эффективным только при значениях отношения масс, не превышающих 0.1 [15].…”

An Algorithm for the calculation of non-isotropic collision integral matrix elements of the non-linear Boltzmann equation by the use of recurrence relations

“…It should be noted that two-temperature moment method is widely applied to linear problems [7,13,14]. At the same time, sets of MEs used in these works do not provide accurate DF calculation in high energy region and at high fields.…”