Одна из основных задач экспериментальной физики плазмы состоит в определении состояния плазмы или в определении ее отдельных парамет ров. Такими параметрами MorYT быть температура, плотность электронов, плотность тока или друrие величины, которые представляют интерес для экспериментатора. Если состояние плазмы известно, то, естественно, можно найти все параметры, предстаВJIяющие Интерес. Методы, которые дают инфор мацию о Состоянии ИJIИ опараметрах ПJ1азмы, называют диаrностическими методами. Измерения, проводимые в плазме, редко прямо дают требуемые пара метры. Обычно измеряемая величина зависит от нескольких параметров, и для интерпретации измеренных значений почти всеrда необходимо иметь определенное представление о состоянии плазмы. Это в особенности xapaK терна для спектральной диаrностики, к которой относится все НИЖеследующее. Прежде чем обсуждать в деталях спектроскопические методы исследо ваний плазмы, следует показать, почему им часто отдается предпочтение перед мноrими друrими известными; методами. Для этоrо имеются две важ ные причины: с одной стороны, во время таких измерений отсутствует ВОЗМУ щающий эффект, который присутствует, например, при любых зондовых измерениях; с друrой стороны, информация, содержащаяся в калиброван нам спектре, весьма велика. Предположим, что измеряется спектральная интенсивность какой нибудь одной линии и в ее окрестности (фиr. 1.1); тоrДа сам факт присут ствия ЛИНИИ С данной длиной волны свидетельствует о том, что определен ный элемент находится в плазме на определенной ступени ионизации. Про филь линии дает сведения о кинетической температуре излучающеrо атома (доплеровское уширение) или о плотности ВозМущающих частиц (уширение из за эффектов давления). Полная энерrия линии позволяет сделать заклю чение о температуре возбуждения и плотности Излучающих частиц данноrо сорта. Из непрерывноrо фона часто можно определить плотность электро нов. Наконец, интенсивность в максимуме линии может дать сведения о нижнем пределе температуры плазмы или о самой температуре плазмы. Если принять во внимание, что в спектре обычно присутствует не одна линия 1] ВВЕДЕНИЕ 11 и что спектр на фотопластинке может дать при развертке (перпендикулярно направлению дисперсии) сведения о распределении локальной интенсивности, то можно понять важность спектроскопических методов для исследований плазмы. Трудности спектроскопической диаrностики заключаются, как OTMe чалось выше, в необходимости детальной интерпретации измеренноrо спектра. Если отвлечься от нескольких простых случаев, коrда возможно оценить параметры плазмы непосредственно по измеренным величинам, взятым из спектра, то единственным способом определения состояния плазмы является детальный анализ спектра. Этот анализ проводится следующим образом.
Сначала пытаются объединить всю существующую информацию о плазме с очевидными и наиболее существенными спектральными даННЫl\1И для Toro, чтобы построить простую l\10дель плаЗl\1Ы. ПОСJlе этоrо возвращаются к CTaH дартным моделям, основывающимся на определенных отклонениях от Tep модинамическоrо равновесия (см. 6). rеометрию плазменноrо образования и распределение температуры в нем следует выбирать в соответствии с прав доподобными предположеНИЯl\1И, ВОЗl\ЮiIШО, варьируя некоторые параl\1етры. Затем рассчитывают излучение света в принятой модели плазмы и ИЗl\1ерен ный спектр сравнивают с этим спектром. Расхождение спектров следует использовать для улучrr.reния первой модели. Эту процедуру следует повто рять до тех пор, пока не будет достиrнуто наилучшее, по ВОЗl\10ЖНОСТИ, совпадение спектров.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «СПЕКТРОСКОПИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА ПЛАЗМЫ» з дисципліни «Методи дослідження плазми»
