光谱法诊断大气压等离子体电子密度

采用发射光谱方法对大气压氩气介质阻挡放电(DBD)系统中的电子密度进行了诊断。通过考虑放电等离子体中的各种加宽机制, 采用自编的非对称卷积程序对氩原子发射谱线的线型进行分析拟合, 再通过反卷积的方法将各种加宽机制分离开来, 最终将Stark展宽分离出来进行大气压氩气介质阻挡放电电子密度的计算。诊断结果表明, 在大气压氩气介质阻挡放电中当有三个放电丝存在, 电子温度为10000 K时, 电子密度约为4.06×1021 m-3, 诊断结果和模拟结果符合得很好。此方法不仅可以应用在大气压介质阻挡放电中, 还可以用于其他含有非氢气体的大气压等离子体电子密度的测量。     

物理实验的计算机模拟

我们通过第二课堂、毕业实习等方式,参与物理实验计算机模拟课件的研制.通过这种实践活动有效地培养了集体主义和协作精神、科学态度和钻研精神,综合素质得到提高.下面是一些体会.     

塞曼效应仿真实验平台

塞曼效应实验是学生了解原子具有磁矩和空间取向量子化现象的重要实验,至今塞曼效应仍是研究能级结构的重要方法之一.为了能够让学生更加清楚地了解塞曼效应实验的基本原理和操作规程,针对教学中的重点和难点,运用flash软件制作出塞曼效应仿真实验.该程序可全程高度仿真实验过程,具有界面友好、易于操作、无需安装等优点.为实验教学提...     

不同微场分布函数对Stark加宽和频移的影响

分别采用Holtsmark,Neutral Point,Nearest-Neighbor和Mayer模型微场分布函数对Stark线型进行了研究,进而得到相应微场函数下的Stark加宽和频移,研究了4种不同的微场分布函数对Stark加宽和频移的影响。研究结果表明,在电子加宽参数不变时,4种微场分布函数对Stark加宽和频移的影响随离子加宽参数的增加而增加;在离子加宽参数不变时,4种微场分布函数对Stark加宽和频移的影响随电子加宽参数的增加而增加;特别是,当离子加宽参数较大时,Mayer模型微场分布函数对Stark加宽和频移的影响异常明显。这说明,微场分布函数对谱线的加宽和频移的影响在离子与离子碰撞剧烈的等离子体环境中尤其显著, 在这样的等离子体环境中,进行等离子体诊断时,选择合适的微场分布函数非常重要。结果对等离子体诊断有一定参考价值。     

大气压氩气放电六边形斑图的电子激发温度研究

采用特殊设计的气体介质阻挡放电实验装置,对大气压氩气放电六边形斑图的放电信号及激发光谱进行了测量。采用发射光谱强度比法,计算了放电丝呈六边形斑图时的电子激发温度。实验发现,随着驱动电压频率的升高,六边形斑图的电子激发温度明显升高,各放电通道之间的放电时间相关程度提高。该工作对控制斑图的形成和研究斑图动力学具有重要参考价值。     

Simulation on atmospheric pressure barrier discharge with varying relative position between two wavy dielectric surfaces

As a popular approach to producing atmospheric pressure non-thermal plasma, dielectric barrier discharge(DBD) has been extensively used in various application fields. In this paper, DBD with wavy dielectric layers is numerically simulated in atmospheric pressure helium mixed with trace nitrogen based on a fluid model. With varying relative position(phase difference(??)) of the wavy surfaces, there is a positive discharge and a negative discharge per voltage cycle, each of which consists of a pulse stage and a hump stage. For the pulse stage, maximal current increases with increasing ??.Results show that DBD with the wavy surfaces appears as discrete micro-discharges(MDs), which are self-organized to different patterns with varying ??. The MDs are vertical and uniformly-spaced with ?? =0, which are self-organized in pairs with ?? = π/4. These MD pairs are merged into some bright wide MDs with ?? = π/2. In addition, narrow MDs appear between tilted wide MDs with ?? = 3π/4. With ?? = π, the pattern is composed of wide and narrow MDs,which are vertical and appear alternately. To elucidate the formation mechanism of the patterns with different ??, temporal evolutions of electron density and electric field are investigated for the positive discharge. Moreover, surface charge on the wavy dielectric layers has also been compared with different ??.     

不同微场分布函数对Stark线型的影响

利用不同的微场分布函数研究了其对Stark加宽光谱线型的影响.根据Stark加宽理论,考虑到等离子体中的离子碰撞,Stark加宽本质上是一种非对称的光谱线型,其中微场分布函数对光谱线型起着非常关键的作用.研究结果表明,总体上Holtsmark分布和Nearest-Neighbor场分布下的Stark光谱线型差别不太大,但是Mayer模型对Stark加宽光谱线型影响较大.并且随着离子加宽参数的减小,三种不同的微场分布函数对Stark光谱线型的影响逐渐减小;随着电子加宽参数的减小,不同的微场分布函数对Stark光谱线型的影响也逐渐减小;同时发现,当离子加宽参数减小到一定程度时,不同微场分布函数对整个光谱线型的影响基本相似,这也正说明离子间碰撞剧烈时对光谱线型的影响很大.     

LabVIEW在光速测定实验中的应用

光速是非常重要的物理常量,在实验室内受距离限制,常用光拍频法进行光速测量.但是读取数据时主要凭借人眼观察李萨茹图形、或者波形是否移动了一个完整周期,在实际测量时造成了很大的误差,致使最终结果误差增大.利用LabVIEW中的波形处理函数,直接将近程光、远程光的波形进行计算处理,获得其位相差,进而计算光速.该方法不必考虑波...     

大气压氩气微放电通道中电子激发温度的时间演化

利用双水电极介质阻挡放电装置,采用光谱方法测量了大气压氩气介质阻挡放电微放电通道 中的电子温度的时间演化.选取波长为69654nm(2P₂→1S₅),763 51nm(2P₆→1S₅ ),77242nm(2P₂→1S₃)的氩原子谱线进行了时间分辨测量.实验 发现在放电期间,电 压波形开始下降,在放电熄灭后又开始上升.高能级为2P₂的跃迁（77242nm和 69654nm ）比2P₆的跃迁76351nm要延迟几十ns.根据其时间分辨谱,估算了微放电中的 电子激发 温度的时间演化,结果表明,电子激发温度并不是一个恒定值,而是随时间变化的.当放电 电流达到最大值,即电子密度达到最大值时,其电子温度并未达到最大值,而经过200ns 后 才达到最大值.关键词：大气压介质阻挡放电发射光谱电子激发温度微放电通道     

氩气介质阻挡放电不同放电模式的电学特性研究

采用水电极介质阻挡放电装置,在气压为40kPa的氩气中实现了弥散、流光和斑图三种不同 模式的放电,并对其光电特性进行测量.通过测量测试电容上的电压,从而将气隙电压计算 出来,发现随外加电压增加,放电起始时刻不断提前,放电占空比增加;对应放电时刻,气 隙电压减小、输运电荷突增,使得气隙电压和电量波形都远远偏离正弦.气隙电压与输运电 荷成非线性关系.给出了外加电压零点对应的气隙电压随外加电压峰值的变化关系.讨论了壁 电荷在放电中的作用及对气隙电压和电量波形的影响.关键词：介质阻挡放电气隙电压自组织斑图输运电荷