yacc: Все сообщения за 22 Июня 2007 года

Shurik> Там не сказано и то, что именно электроны всё это создают.
Shurik> Зато там сказано, что отрицательные ионы, ... определяют многие свойства области D ... , появляются именно в нижних слоях, и концентрация их растёт с уменьшением высоты.
Зато это сказано практически во всех книгах по электродинамике ионосферной плазмы - могли бы меня и проверить слегка пробежавшись по ним. Наличие ионов может сказываться на количестве и динамике электронов и в этом их существенный вклад, но вклад ионов как заряженных частиц, колеблющихся под действием электрического поля незначителен.

Shurik> И что вас тут смущает?
Shurik> Летит электрон 250кЭв, рождает по дороге 10000 свободных электронов с широким спектром энергий, причём со временем(довольно быстро) энергии порождённых электронов уменьшаются до тепловых. Электроны в процессе всего этого очень часто сталкиваются с разными молекулами, молекулы(/атомы) эти - хорошие окислители(т.е склонны к присоединению электронов на те самые упомянутые ниже вакантные орбитали) - условия для рождения отрицательных ионов просто идеальные.
Но сначала будут эти 10000 свободных электронов, а ионы появятся позже. Даже если после того, как все эти 10000 присоеденятся и образуют ионы тем не менее летящие быстрые электроны опять будут рождать 10000 свободных электронов на фоне уже имеющихся 10000 отрицательных ионов и более того запросто будут их выбивать из образованных отрицательных ионов ( которые им тоже встретятся по пути ). Но электроны появятся первыми.


Shurik> Это уже начинает напоминать известное произведение про Белого Бычка...
Shurik> Ещё раз спрашиваю -
Shurik> Как именно резко? В чём выражается "ловить нечего" количественно?
Shurik> Рассуждения всё так же беспредметны...
Чуть ниже объясню


Shurik> Может хватить уже и трёх. Всё зависит от конкретного распределения ионов по массам.
Сейчас и с этим разберемся...

Shurik> Энергия ионизации водорода тоже ~13Эв. Энергия связи в молекуле воды того же порядка(даже несколько меньше должна быть). Теперь понимаете?
Таак.. а мы где плазму получаем - в водородной атмосфере или в насыщенном водяном паре? Каков у нас состав атмосферы или я по наивности думаю, что где-то 70% это азот, потом где-то 20% кислород, потом углекислый газ и на несколько процентов остается всего остального? А сколько требуется энергии чтобы выбить протон из кислорода или азота ( которые львиную долю составляют )? И более того, протон, конечно, не ион, но тем не менее на три порядка тяжелее электрона.

Shurik> Помилосердтсвуйте, профессор!..Это вы забыли.
Shurik> Вот ваш текст:
"yacc>>> и область частот, где диэлектрическая проницаемость станет нулевой или отрицательной сместится в область низких частот ( даже беглый взгляд говорит, что это смещение будет пропорционально отношению масс иона и электрона - т.е 4-5 порядков )
Shurik> Я вам на это и ответил. Студенту простительно
Студенту простительно не посмотреть на формулу чтобы понять что имелось ввиду при одинаковых концентрациях и не увидев это в словесных высказываниях смело сделать вывод а потом придраться? Мы формулы анализируем или в адвокатов играем?

Shurik> Теперь нам осталось ещё вспомнить, что в металлах толщина слоя свободных электронов, участвующего в переизлучении видимого света составляет около 1мкм, серебро/алюминий вполне нормально отражают ЭМ волны вплоть до 0.1мкм, прикинуть количество ионов на пути нашей волны и, пересчитав всё это дело, получить ориентировочное значение "критической частоты" для нашего случая.
А вам это сделать сложно - формула же есть?
Ну если так лениво, то смотрите:
epsilon = 1 - 8.06*10⁷ * N/ f²
Нам интересны только порядки величин посему упрощаем:
epsilon = 1 - 10⁷ * N/ f²
и считаем с точностью до порядков.
металлы: N = 10²² следовательно f, когда epsilon<0 должна быть порядка 10¹⁵ Гц или
10⁹ Мгц ( 300 Мгц это примерно длина волны в 1м ) т.е. порядка 10^(-7) м или сотни нанометров ( про что вы и говорите ).

Возьмем нижный слой E - степень ионизации порядка 10^-11 Т.е. ионов/электронов в 10¹¹ раз меньше чем молекул, т.е. N = 10⁶ тогда f = 10⁷ Гц или 10 Мгц или 30 метров. Уменьшаем частоту на 4 порядка - 300 км или длинные волны.

И... обратим внимание на еще один факт:
металлы: N = 10²² т.е. среднее расстояние м-ду частицами = 1 делить на корень кубический из этой величины, т.е. грубо 10^-7 см (я приводил данные в системе СГС ) или 10^-9 м или нанометр - даже если частицы расположены в один слой то на длине волны в 0.1 мкм располагается 100 частиц. Для плазмы с N = 10⁶ такое расстояние будет в 0.1 мм, а для самого разряженного случая N = 10³ - 0.1 см - та цифра, которую я приводил.

Теперь понятно почему сравнение некорректное?

Тепрь про ионы и их массовый спектр. Формулу для epsilon можно представить в таком упрощенном виде:
epsilon = 1 - ( А /f² ) * ( N + ( N_отр_1/M_отр_1 + ... + N_отр_k/M_отр_k ) - ( N_пол_1/M_пол_1 + ... + N_пол_m/M_пол_m ) )
где А - некоторая константа, f - частота, N - концентрация электронов,
N_отр_1 ... N_отр_k - концентрации отрицательных ионов
M_отр_1 ... M_отр_k - массы отрицательных ионов ( в массах электрона )
N_пол_1 ... N_пол_k - концентрации положительных ионов
M_пол_1 ... M_пол_k - массы положительных ионов ( в массах электрона )
или обобщенно это можно представить в таком виде

epsilon = 1 - ( А /f² ) * ( N + N_отр_эфф - N_пол_эфф )
Где N_отр_эфф и N_пол_эфф некоторые эффективные ( пересчитанные по отношению к массе электрона ) концентрации отрицательных и положительных ионов.
С учетом разницы масс слагаемые N_отр_эфф и N_пол_эфф будут минимум на три порядка меньше чем N при одинаковых значениях концентрации для частиц.
Или решим это уравнение относительно f для условия epsilon < 0
получится:
f < sqrt ( A * ( N + N_отр_эфф - N_пол_эфф ) ) т.е. частота, ниже которой начнется поглощение.
Что видно из этой формулы - пока величина слагаемых N_отр_эфф и N_пол_эфф на порядки меньше N на их вклад можно вообще забить ( это десятые-сотые доли процента ). Как только они начинают быть совместимы, то их уже надо учитывать.
Но! Уменьшение N и возрастание N_отр_эфф и N_пол_эфф происходит связанно, т.е. в идеальном случае сначала было 1000 электронов и 1000 положительных ионов, потом станет 1000 отрицательных ионов и 1000 положительных ионов. Т.е. если мы одним ипульсом выбили электроны, а потом никаких импульсов не делали и ждали появления отрицательных ионов, то новых отрицательных и положительных ионов из ниоткуда не появится. И для этого случая частота будет на три порядка ниже ( что явно следует из формулы ).
Итого: после короткого импульсного воздействия пучком мы имеем:
-в течении времени Т1 у нас преобладают электроны и частота поглощения f1
которая уменьшается со скоростью уменьшения электронной концентрации
-в течении времени Т2 ( когда концентрация электронов сильно уменьшилась, так что слагаемые с ионами стали соизмеримы ) у нас учитывается и то и другое, при этом…

Дальше »»»

•  4
•  инфо
•  инструменты
• Ответить на сообщение