Einfuehrung in die Plasmaphysik by Fussmann G.

By Fussmann G.

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UEntladung R Abb. 3-5: Messung der Plasmaparameter in einer Glimmentladung mit Hilfe einer elektrostatischen Langmuirsonde. Plasma Kathode Anode Wie können wir dieses sich stationär einstellende Plasmapotential messen? Bei der skizzierten Glimmentladung und ähnlichen Laborplasmen mit Langmuirsonde Dichten und Temperaturen im Bereich ne < 1019 m-3 und IS Te < 10 eV kann man noch eine materielle Sonde ins US Plasma einführen. Typisch sind kleine Zylindersonden aus Wolfram oder Molybdän, die mit einer Keramikisolation umgeben sind.

82◊10-15 m und b = v/c ausdrücken: s90° = r0 /b2. 1. ELEMENTARE BERECHNUNG DER REIBUNGSKRAFT Wir berechnen nun die Kraft, welche die Testteilchen infolge von Stößen mit den schweren Feldteilchen erfahren. Wegen der großen Masse der letzteren handelt es sich um elastische Stöße, bei denen die Testteilchen zwar abgelenkt werden, aber ihren Geschwindigkeitsbetrag nicht verändern. Aus Symmetriegründen übertragen die Teilchen im Mittel nur Impuls in ihrer ursprünglichen Bewegungsrichtung (|| -Richtung).

Ist nämlich die Bedingung IEmiss = IP l a s m a erfüllt, so liegt die Sonde genau auf Plasmapotential U = fPl Aber auch, wenn IEmiss > IPlasma,, ändert sich hieran nur wenig, falls wie gewöhnlich – die Sondentemperatur (typisch 1000 - 2500K) sehr viel kleiner als die Elektronentemperatur ist. In diesem Fall nämlich werden die überschüssig emittierten Elektronen in unmittelbarer Nähe der Sondenoberfläche durch das enstehende E-Feld zur Umkehr gezwungen, so daß der effektive Emissionsstrom wiederum IPlasma beträgt; die Sonde nimmt jetzt das Potential U ª fPl + kB Tsonde/e an.

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