Поскольку эта модель относит- ся к плазме с достаточно высокой плотностью электронов, то критерий применимости ЛТР в определённом диапазоне атомных уровней в оптически тонкой плазме есть условие на плотность пе ^ 1014T1/2(AEK = nf, F.5.36) где АЕ — максимальная разность между энергетическими уровнями в спектре атома, эВ, Т — температура, эВ . В табл. 6.8 приведены значения nlp для Li, Cs, Hg, Xe. Если плазма является оптически толстой в резонансных линиях, то критерий применимости локального термодинамического равновесия имеет вид F-5 37) 312 Гл. 6. Плазменные процессы с трансформацией частиц и излучением 1 о 1 О 1-Г 70 60 50 40 30 / А Mr /у /М if / У 20 10 о 4 6 8 Ю 12 14 16 Т,Ю3К Рис. 6.5.2. Типичная зависимость коэффициента электропроводности плазмы от температуры электронов: сплошная кривая — расчёт электропроводности аргоновой плазмы; различные значки — экспериментальные данные разных авторов Таблица 6.8 Элемент Li Cs Хе Hg Т = 1 эВ 6,2-1014 2,7-Ю14 5,6-1016 3,5-1016 Т = 3 эВ 1015 4,7-Ю14 9,7-Ю16 6-Ю16 Т =5 эВ 1,4-1015 6-1014 1,2-1017 8-1016 Т = 10 эВ 1,9-1015 8,5-1014 1,8-1017 1Д-1017 Т = 30 эВ 3,4-1015 1,5-1015 ЗД-1017 1,4-1017 где — доплеровский профиль; — дисперсионный профиль. При достаточно высоких температурах атомы и ионы возбуждены в соответствии с уравнением Больцмана. И здесь возникает вопрос о количестве уравнений, кото- рые должны учитываться, поскольку с ростом главного квантового числа п растёт статистический вес д ~ п2. Однако нетрудно видеть, что высоковозбуждённые уровни не играют, как пра- вило, заметной роли. Энергия связи удаленного электрона — на том же примере с водородом, убывает ~ 1/п2. И поэтому, при потенциале ионизации I ~ 15 эВ при п ~ 10, энергия связи становится равной ею ~ 0, 15 эВ, что соответствует температуре всего ~ 1700К. Однако учёт нескольких первых уровней возбуждения часто имеет смысл. Поэтому при очень больших плотностях обращение с формулой Саха требует осторожности. Необходимым условием справедливости формулы Саха является неравенство 6.5. О схемах описания динамики частиц трансформирующейся плазмы 313 Таким образом, равновесная формула Саха является нулевым членом разложения по параметру п а(ег) < 1- Это условие может быть записано в виде nfn>- 1017см-3, F.5.38) Если же выполняется обратное условие, что имеет место в системах с малой плот- ностью, то мы переходим также к стационарному, но неравновесному корональному распределению.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «О применимости модели ЛТР и формулы Саха» з дисципліни «Введення в плазмодінаміку»
