Variation with Electron Energy of the Collision Cross Section of Helium for Slow Electrons

Abstract

The method of interaction of microwaves in gaseous discharge plasmas has been applied to a determination of the variation of the effective collision cross section for momentum transfer, q m , of helium atoms with electrons having energies from 0.04 to 0.4 ev. Under our experimental conditions with electron densities >10 10 electrons/cc, appropriate charge interactions have been considered. The mean fraction of excess energy loss of slow electrons upon collision, G, was found to be ^2.7X10 -4 , the expected 2m/M value.

Collision Frequencies and Energy Transfer-Ions

“…Phelps, et al (1951) for all energies between 0.0 and 4.0 ev. Anderson and Goldstein (1956b) made microwave conductivity measurements down to electron energies of 0.05 ev -16 2 and found a constant cross section of 6.8 x 10 ca .…”

Drift Velocity of Electrons in Helium

“…The magnitude of the elastic cross section required to fit the theory to the experiment is about 10% larger than that obtained by Phelps, Fundingsland, and Brown 22 and by Gould and Brown and 10% less than the value obtained by Anderson and Goldstein. 23 Note that for E/N <10~1 9 volt/cm 2 the electron mobility is independent of E/N as expected for electrons in thermal equilibrium with the gas. Thus, we have been able to study the properties of electrons which are in thermal equilibrium with the gas without having to apply the large amounts of power required to break down the gas using the microwave techniques.…”

Исследование Плазмы При Помощи Микрорадиоволн

“…Можно показать 37 , что при рассмотрении процессов, происходящих в плазме в течение малых интервалов времени при ма-лых градиентах температур этим членом можно пренебречь.…”

“…Достоинства изложенного метода определения вероятности столкно-вений заключается в том, что, во-первых, измерения отношения проводи-мостей проводятся в условиях, приближающихся ктепловому равновесию", во-вторых, угловая частота электрического поля может быть сделана заметно выше средней частоты столкновении при таких давлениях, когда средняя длина свободного пробега электронов мала по сравнению с раз-мерами сосуда. Зависимость сечения соударений Р с от энергии электрона экспери-ментально исследовалась методом кросс-модуляции 37 . Как следует из формулы (47), для частоты соударений электрон-мо-лекула Ί ηι есть функция P c^q N m Ti Т. Если P c =const (при N m =const), то ч т^Т *.…”

“…26 37 приведены графики зависимости ч т в гелии от электрон-ной температуры. Сплошная кривая-теоретическая v v m~^ )-получена в предположении, что Р с =24,0 c^t~1=const, вторая кривая (пунктирная)-экспериментальная -лежит несколько выше теоретической.…”