电子温度的光谱诊断法.ppt

等离子体的光谱诊断法2024/5/9 周四1光谱法计算电子温度光谱法计算电子温度相对强度比较法（双谱线法）相对强度比较法（双谱线法）玻尔兹曼多线斜率法玻尔兹曼多线斜率法谱线的选择谱线的选择计算实例计算实例实验误差及改进实验误差及改进2024/5/9 周四2相对强度比较法相对强度比较法l原子在两个能级之间跃迁：谱线强度l等离子体在局域热平衡条件下，同种原子或离子在两个能级上的粒子数满足玻尔兹曼分玻尔兹曼分布布EnEm2024/5/9 周四3相对强度比较法相对强度比较法其中，下标1、2分别表示不同的谱线A：跃迁几率g：上能级统计权重 ：谱线波长E：上能级激发能量Te：电子激发温度电子温度k：玻尔兹曼常数2024/5/9 周四4多线斜率法多线斜率法l波尔兹曼分布 其中，得到l 则以 为纵坐标，E为横坐标作曲线，拟合直线的斜率即 l精度较相对强度比较法高2024/5/9 周四5谱线的选择谱线的选择具有可靠的跃迁几率和统计权重:NIST波长接近上能级差较大强度适中结合实验条件：分辨率、响应率、展宽2024/5/9 周四6等离子体辉光计算实例等离子体辉光计算实例2024/5/9 周四7等离子体辉光计算实例等离子体辉光计算实例波长波长/nm 跃迁几率跃迁几率A/s-1统计权统计权重重g上能级能量上能级能量E/JRef.6.76E-076.76E-071.96E+061.96E+065 52.36E-182.36E-18NIST6.97E-076.97E-076.39E+066.39E+063 32.13E-182.13E-18NIST7.07E-077.07E-073.80E+063.80E+065 52.13E-182.13E-18NIST7.39E-077.39E-078.47E+068.47E+065 52.13E-182.13E-18NIST7.64E-077.64E-072.45E+072.45E+075 52.11E-182.11E-18NIST7.96E-077.96E-071.86E+071.86E+073 32.12E-182.12E-18NIST2024/5/9 周四8等离子体辉光计算实例等离子体辉光计算实例探针法：探针法：Te=5.07eV图一图一600V,4Pa条件下部分辉光谱线条件下部分辉光谱线E与与ln(I/Ag)的拟合直线的拟合直线2024/5/9 周四9等离子体弧光电子温度等离子体弧光电子温度取794.8nm，801.5nm，811.5nm谱线，用相同方法计算212V，64A，1.64ms条件下的弧光电子温度为Te=0.378eV弧光电子温度大约比辉光低一个数量级。2024/5/9 周四10实验误差来源及改进实验误差来源及改进n误差来源：跃迁几率的不确定性光谱仪的测量误差读数误差n改进：测量谱线采用多次平均提高光谱仪的分辨率，使可测谱线增多2024/5/9 周四11工作参数对等离子体的影响工作参数对等离子体的影响辉光放电管工作电压辉光放电管工作气压2024/5/9 周四12工作电压的影响工作电压的影响图二图二 工作气压为工作气压为72Pa时辉光电子温度与工作电时辉光电子温度与工作电压的关系曲线压的关系曲线2024/5/9 周四13工作气压的影响工作气压的影响图三图三 工作电压为工作电压为406V时辉光电子温度与工作气时辉光电子温度与工作气压的关系曲线压的关系曲线2024/5/9 周四14光谱诊断法的实验设想光谱诊断法的实验设想提高光谱仪分辨率 降低实验误差推断等离子体的重要参数：如：电子温度、元素成分、电离状态、电子密度（stark展宽10-2nm量级）研究等离子体的输运（多普勒频移10-2nm量级）德拜长度、朗谬尔频率德拜长度、朗谬尔频率2024/5/9 周四15此课件下载可自行编辑修改，供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！