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Über magnetohydrodynamische Generatoren vom Hall‐Typ
Authors: Rothhardt Ludwig
Published: July 2007

Für heiße, schwach ionisierte Gase, die durch magnetische Felder strömen, gilt nicht mehr das Ohmsche Gesetz in seiner elementaren Form. Die Behandlung magnetohydrodynamischer Generatoren, die Effekte höherer als erster Ordnung in Strom und Feld ausnützen, muß daher von einem verallgemeinerten Ohmschen Gesetz in tensorieller Form ausgehen. Dabei ist auch zu beachten, daß ein durch den Hall‐Effekt getriebener Strom im Gas dessen Dynamik beeinflussen kann.

Drei Generatortypen, in denen der Hall‐Effekt die Arbeitsweise wesentlich bestimmt, werden besprochen. Die sich daraus ergebenden Aufgabenstellungen für in nächster Zeit durchzuführende Experimente werden skizziert.
Zur magnetohydrodynamischen Beschreibung von Plasmawellen kleiner Amplitude
Authors: Wilhelm J.
Published: July 2007

Mit den nachfolgenden Bemerkungen ist beabsichtigt, die magnetohydrodynamische Beschreibung von Wellen kleiner Amplitude unter möglichst allgemein gehaltenen Bedingungen (elektrische Anisotropie, Viskosität, nichtadiabatische Zustandsgleichung, Wärmeleitung) zu formulieren. Die benutzten Ausgangsgleichungen werden im Rahmen der irreversiblen Thermodynamik begründet, was die vorgenommenen Einschränkungen erkennen läßt. Aus den linearisierten Grundbeziehungen ergibt sich unter Verwendung ebener Wellen als Störansatz in der üblichen Weise eine Dispersionsgleichung, welche eine Verallgemeinerung bereits in der Literatur vorliegender Beziehungen ist. Insbesondere sind die von van de Hulst [1], Syrovatskij [2] und Lehnert [3] gegebenen Darstellungen als Spezialfälle enthalten und erfahren damit eine Zusammenfassung. Eine erste orientierende Diskussion der Dispersionsgleichung wird vorgenommen. Diese zeigt u. a., daß die im allgemeinsten Fall vorliegenden magnetoakustischen Wellen nicht mehr wie bei isotropen Verhältnissen in einer durch Fortpflanzungsrichtung und Magnetfeld aufgespannten Ebene, sondern in Richtungen schwingen, die maßgeblich durch die elektrische Anisotropie mitbestimmt sind. Die bekannten transversalen Alfvék‐Wellen treten erst beim Übergang zum elektrisch‐isotropen Fall auf. Es ergeben sich Dispersions‐ und Absorptionserscheinungen auf Grund der Viskositätsglieder sowie in Auswirkung der elektrischen und thermischen Leitfähigkeit.
On the Relativistic Forms of Boltzmann Equation
Authors: Abonyi Iván
Published: July 2007

The relativistic forms of collision free Boltzmann equation as proposed by Taub, Clemmow & Willson, Linhart and Ken‐iti Goto are investigated from the point of view of their mutual relationship. It is shown that the most exact forms, given by Taub, Clemmow & Willson and Linhart, are completely equivalent, while Ken‐iti Goto's version is restricted to the case of four power free forces.
Untersuchung einer stationären Argonentladung bei hohen Stromdichten
Authors: Hayess Erhard , Rademacher Karl
Published: July 2007

Bei Stromdichten zwischen 13,8 und 40,6 A/cm2 wurde eine Entladung in Argon vom Druck 0,58 Torr im stationären Zustand untersucht. Mit einem speziellen Sondenmeßverfahren konnten die Elektronentemperatur und die Trägerkonzentration bestimmt werden. Der Verlauf der beiden Größen in Abhängigkeit von Stromstärke und Rohrradius ließ einen starken Einfluß des Elektronendruckes auf die Entladung vermuten. Jedoch zeigte sich, daß der Einfluß der Gastemperatnr überwog. In der radialen Potentialverteilung konnte die Wirkung des Eigenmagnetfeldes nachgewiesen werden. Die Elektronenbeweglichkeit ist in guter Übereinstimmung mit den theoretisch berechneten Werten.
Das Temperaturprofil eines abklingenden Niederstrombogens in Luft
Authors: Kloss H. G. , Rademacker K.
Published: July 2007

Die Temperatur des abklingenden Plasmas eines 6 mm langen 8,5 A‐Kohlebogens in Luft wird nach zwei verschiedenen Verfahren gemessen. Durch Schwärzungsvergleich mit dem stationären Bogen werden zeitaufgelöste Temperaturprofile gewonnen, die eine gute Übereinstimmung mit nach der Stoßwellenmethode gemessenen Werten für die Achsentemperatur zeigen. Während der ersten Millisekunde nach dem Abschalten des Bogens ergibt sich für die Bogenachse eine Abkühlungsgeschwindigkeit von 1,2°/μ.
Die Annäherung der Geschwindigkeitsverteilung der Elektronen an die MAXWELL‐Verteilung im Bereich der unelastischen Stöße
Authors: Wojaczek K.
Published: July 2007

Unter der Voraussetzung, daß das Verhältnis Anregungsenergie Ua der Atome zu mittlerer kinetischer Energie Ug der Elektronen hinreichend groß ist, wird für den Fall eines nicht‐isothermen Plasmas im elektrischen Gleichfeld auf der Grundlage der Boltzmannschen. kinetischen Gleichung unter Berücksichtigung der Elektronenwechselwirkung und der unelastischen Stoße die Geschwindigkeitsverteilung der Elektronen im Energiebereich oberhalb Ua unter verschiedenen Bedingungen berechnet. Als integrales Maß für die Annäherung an die MAXWELLsche Geschwindigkeitsverteilung in diesem Energiebereich dient die Anregungsrate za, für die bei verschiedenen Formen des Anregungsquerschnitts geschlossene Ausdrücke in Gestalt von Funktionen der Elektronenkonzentration angegeben werden. Neben dem Fall, in dem auf Grund der Elektronenwechselwirkung die Geschwindigkeitsverteilung bis an Ua heran schon eine MAXWELLsche Form hat, wird auch der Fall behandelt, wo das elektrische Gleichfeld sowie die elastischen Atomstöße schwache Abweichungen von der MAXWELL‐Verteilung unterhalb der Anregungsenergie bedingen. Schließlich wird untersucht, wieweit Stöße 2. Art mit angeregten Atomen die Einstellung einer MAXWELL‐Verteilung der Elektronen im Bereich der unelastischen Stöße begünstigen können.
Bestimmung der räumlichen Verteilung Elektronentemperatur und ‐dichte in stehenden Schichten einer Wasserstoffentladung aus Mikrowellenmessungen
Authors: Heymann P. , Prinzler H. , Štirantd O.
Published: July 2007

Die für eine Niederdruck‐Glimmentladung in reinem Wasserstoff charakteristischen stehenden Schichten wurden mit Mikrowollenmethoden bei λ = 20 cm Wellenlänge untersucht. Aus der Bedampfung, Verstimmung und Rauschtemperatur eines flachen Resonators, in dessen Achse sich die Entladung befand, wurden die Konzentration der Elektronen, ihre Stoßfrequenz und die Temperatur bestimmt. Die Auswertung erfordert die numerische Lösung einer Integralgleichung 1. Art, deren Kern die Feldverteilungsfunktion des Resonators ist. In Richtung zur Kathode ist die Elektronentemperatur gegenüber der Konzentration um etwa 0,25 Schichtperioden (φ < π/2) verschoben. Die Meßergebnisse gestatten unter Zugrundelegung eines einfachen Modells, die Rolle einzelner in der geschichteten Wasserstoffentladung wirksamer Elementarprozesse einzuschätzen.
Erweiterte kinetische Theorie von Plasmen in rotierenden Magnetfeldern und elektromagnetischen Zusatzfeldern
Authors: Vojta Gunter , Kirsten Thomas
Published: July 2007

The behaviour of a LORENTZ plasma in a spatially homogeneous rotating magnetic field, a constant magnetic field parallel to the rotation axis, the induced electric field and an external alternating electric field (of the same frequency) is treated within the framework of kinetic theory. The Boltzmann equation with collision integral is solved using a Fourier expansion. The tensors of electrical conductivity, diffusion and thermal diffusion are calculated and then discussed by means of the Onsager‐Casimir reciprocity relations and the Kronig‐Krameks relations. A generalized version of the Kronig‐Kramers relations is given. Finally, the case of a spatially rotating magnetic field with arbitrarily space dependent phase (helical field) is treated.
Mehrkathodenentladungen in einem Xenon‐Wasserstoffgemisch
Authors: Schulz Paul , Spiegelhalter Fritz
Published: July 2007

Eine Entladung durch ein Xenon‐Wasserstoffgemisch wird mit zwei Kathoden betrieben, von denen die eine den Bogen ringförmig umschließt und im Betrieb zusätzlich durch das Plasma der Säule aufgeheizt wird. Dimensionierung der Elektroden und Belastung der Entladung sind so eingerichtet, daß sich die Rekombinationszone des im heißen Bogengas dissoziierten Wasserstoffs nahe der Innenfläche der ringförmigen Kathode befindet. Infolge der Zufuhr der Dissoziationsenergie wird die Elektrode an dieser Stelle so stark aufgeheizt, daß hier der Bogen bereits bei geringer Belastung kathodenflecklos ansetzt. Die Bedingungen, unter denen die Entladung mit bzw. ohne Kathodenfleck brennt, werden in Anlehnung an die Kontraktionstheorie von Ecker diskutiert. Bei Wasserstoffzusatz kann der Bogen auch an der Anode stark kontrahiert ansetzen. Es werden Bedingungen dafür angegeben, daß der anodische Ansatz nahezu kontraktionslos erfolgt.
Zur nichtlinearen Theorie der Bremsung und Thermalisierung eines Elektronenstrahls beim Durchgang durch ein Plasma
Authors: Leven Ronald
Published: July 2007

In der vorliegenden Arbeit wird der unter der Bezeichnung “LANGMUIR‐Paradoxon” bekannte Effekt der Bremsung und Thermalisierung eines Elektronenstrahls beim Durchlaufen eines Plasmas auf der Grundlage der Theorie der Plasmaschwingungen näher untersucht.

Unter der Voraussetzung schwacher Nichtlinearität werden die Verteilungsfunktion f der Elektronen des Systems und die elektrische Feldstärke E in Reihen nach Harmonischen entwickelt und die durch die Elektronenschwingungen hervorgerufene langsame Änderung des nicht oszillierenden Teils f0 der Verteilungsfunktion bestimmt. Durch Übergang von der Verteilungsfunktion f0 zu den Kumulanten kn zerfällt die partielle Differentialgleichung, welche die Änderung von f0 beschreibt, in ein System von gewöhnlichen Differentialgleichungen für die kn, wodurch bei Beschränkung auf eine nicht zu große Zahl von Kumulanten die numerische Bestimmung des Verlaufes von f0 und E ohne übermäßig großen rechnerischen Aufwand möglich wird.

Aus den Gleichungen für die Änderung der ersten beiden Kumulanten geht hervor, daß (zumindest in dem Bereich, wo die Verteilungsfunktionen für die Elektronen in Plasma und Strahl annähernd GAUSS‐Charakter tragen) bei Anwesenheit von Plasmaschwingungen stets die Elektronentemperaturen in Plasma und Strahl steigen, während die mittlere gerichtete Geschwindigkeit der Strahlelektronen absinkt. Die angestellten numerischen Rechnungen zeigen, daß dieser Vorgang unter bestimmten optimalen Bedingungen genügend rasch verläuft, um die in Gasentladungen beobachtete Thermalisierung des Strahls zu erklären.

Die Rechnungen basieren auf dem Modell eines stoßfreien, seitlich und in Strahlrichtung unendlich weit ausgedehnten quasineutralen Elektronenplasmas mit unbeweglichem Ionenhintergrund.
Die kontinuierliche thermische Radiostrahlung einer Plasmaschicht im Bereich der Plasmafrequenz
Authors: Hirth W. , Wallis G.
Published: July 2007

Das thermische Radiofrequenzspektrum eines Plasmas (ohne äußeres Magnetfeld) verläuft im allgemeinen nicht monoton im Bereich der maximalen Plasmafrequenz, sondern besitzt dort unter bestimmten Bedingungen ein ausgeprägtes Maximum. Das Auftreten eines solchen Maximums hängt einmal ab von der Art der Begrenzung nach außen (inhomogenes Randgebiet mit monotonem Dichteabfall oder Dichtediskontinuität), zum anderen von der Gesamtschichtdicke, der Temperatur und der Elektronendichte im Innern der Schicht. Die Bestimmung des Emissionsvermögens erfolgt mit wellenoptischen Methoden in der Nähe der maximalen Plasmafrequenz, oberhalb derselben jedoch mit Hilfe der Strahlenoptik. Über Größe und Bandbreite des Maximums werden für ein eindimensionales Wasserstoffplasma erste rohe Angaben gemacht.
Die Diagnostik eines Plasmas durch Strahlversetzung bei der Reflexion linear oder elliptisch polarisierter Wellen unter Berücksichtigung der Leitfähigkeit des Einfallsmediums
Authors: Schilling Heinz
Published: July 2007

Das Maximum der Strahlversetzung parallel zur Einfallsebene wird im wesentlichen durch die Differenz der dielektrischen Verluste bestimmt. Wenn diese annähernd gleich sind, ergibt sich, verglichen mit dem Effekt bei nichtabsorbierendem Einfallsmedium, ein vergrößertes Maximum und eine verringerte Winkel‐ und Frequenzbreite. Bei der Reflexion eines scharfgebündelten Strahles gestreuter Frequenz erhält man dementsprechend einen Abbildungsfleck, dessen Ausdehnung größer, dessen Intensität schwächer ist als bei nichtleitendem Einfallsmedium. Die Versetzung hängt außerdem vom Polarisationsgrad ab. Für die Diagnostik eines homogenen isotropen Plasmas ergeben sich auf Grund dessen gegenüber den Formeln [1] wesentliche Zusätze.

Größere Werte der Versetzung orthogonal zur Einfallsebene treten nur auf, wenn die Sendefrequenz knapp oberhalb der Plasmafrequenz liegt. Sie sind auf einen sehr schmalen Bereich kleiner Einfallswinkel beschränkt.
Wärmestrommessungen an einem Langbogen‐Plasmastrahl
Authors: Dreusicke Manfred , Neumann Werner
Published: July 2007

Es wird die von einem relativ breiten und langsamen bogenerzeugten Argon‐Plasmastrahl (Durchmesser der Austrittsöffnung D = 2,5 cm, Strahlgeschwindigkeit v ∼ 104 cms−1) an eine senkrecht angeströmte kalte Platte übertragene Wärmestromdichte q(r) gemessen und mit der ungestörten Enthalpiestromdichte des Plasmastrahls f(r) verglichen. Diese wird über das radiale Temperatur‐ und Geschwindigkeitsprofil des Plasmastrahls bestimmt. Dabei zeigt sich eine starke Verbreiterung des q(r)‐Profils gegenüber dem f(r)‐Profil bei gleichzeitiger Maximaverminderung (von 3,8 kW/cm2 auf 90 W/cm2), zusammenhängend mit der Bildung eines Plasmatellers vor der angeströmten Scheibe. Die insgesamt übertragene Wärmeleistung beträgt mit 1,7 kW nur 32% der gesamten Plasmastrahlleistung von 5,4 kW oder 17% der gesamten Bogenleistung von 9,75 kW.

Neben diesen im Hinblick auf die Anwendung des Plasmastrahls zum Materialschmelzen wichtigen Untersuchungen werden Beobachtungen über die Struktur des Plasmastrahls und der Bogensäule mitgeteilt. Die Bogensäule zeigt bei nicht zu engem Kanal eine Wendelung, deren Ursachen Witkowski untersucht hat. Diese Wendelung bewirkt eine Bogenrotation und eine Spiralform des Plasmastrahls. Eine Hell‐Dunkelstruktur des Plasmastrahls, die mit der Bewegung des Anodenansatzes zusammenhängt, wird auch bei uns beobachtet.
Die Schichterscheinungen in der positiven Säule der Sauerstoff‐Niederdruck‐Entladung
Authors: Sabadil H.
Published: July 2007

Es wird die positive Säule der Niederdruckentladung in Sauerstoff hinsichtlich ihres Schichtungszustandes untersucht. Es zeigt sich, daß die positive Säule bei Entladungsströmen unter‐halb 200 mA größtenteils im geschichteten Zustand auftritt. Je nach den Entladungsbedingungen sind verschiedene Schichtarten zu beobachten. Die sogenannte T‐Form der positiven Säule der Sauerstoffentladung erweist sich als eine geschichtete Form der positiven Säule. In ihren Eigenschaften sind diese Schichten wesentlich verschieden von den bekannten laufenden Schichten in den Edelgasen, in Stickstoff und Wasserstoff. Sie werden als Ionenschallwellen gedeutet, die hier eine Form einer Ionisations‐Rekombinations‐Instabilität darstellen. In der sogenannten H‐Form der positiven Säule gibt es Entladungsbedingungen, unter denen sowohl positiv laufende als auch stehende und negativ laufende Schichten zu beobachten sind. Diese günstigen Bedingungen gestatten es anhand des Dispersionsverhaltens, den engen Zusammenhang zwischen positiv laufenden, stehenden und negativ laufenden Schichten aufzuzeigen.

Abschließend werden einige Angaben über den Einfluß von N2‐Beimengungen auf die wichtigsten makroskopischen Schichtparameter gemacht.
Der Tensor der Dielektrizitätskonstanten für ein zylindrisches Plasmoid
Authors: Kilimann K.
Published: July 2007

Die Berücksichtigung eines mittleren elektrischen Feldes, dessen Auftreten als eine natürliche Folge der räumlichen Begrenztheit eines Plasmoids und der damit verbundenen Abweichung von der elektrischen Neutralität erscheint, führt zu Korrekturen im Leitfähigkeits‐ und DK‐Tensor des Systems. Die Korrekturen sind proportional einem kleinen Parameter μ = ω2/2(ωL)2, wobei ώ2 ein Maß für die vorhandene Überschußladung auf der Achse des zylindrischen Plasmoids darstellt. Sinkt der Wert des äußeren Magnetfeldes unter einen kritischen Wert, dann tritt Elektroneutralität ein und die Korrekturen verschwinden.
Theorie der Bewegung geladener Teilchen in richtungskonstanten zeitabhängigen Magnetfeldern und elektrischen Zusatzfeldern
Authors: Koch Kckhard
Published: July 2007

The motion of a charged particle in spatially homogeneous electric and magnetic fields is calculated for the case of the magnetic field to have a constant direction and its intensity to vary with an arbitrary power of time. The special case of a linearly increasing magnetic field is treated in detail taking into account a friction force proportional to the particle velocity. Generally, the equations of motion are reduced to a single differential equation of second order which is integrated exactly. The higher transcendental functions appearing in the solution are then approximated by elementary functions. Thus asymptotic approximative equations of a very simple form are obtained for position, velocity, kinetic energy and magnetic moment of the particle. The dependence of the particle orbit on the initial values of position and velocity and on the properties of the magnetic field is studied, and it is shown, how the particle motion is a helical motion superposed by a drift. The influence of the electric field induced by the time dependent magnetic field on the particle motion is considered in detail. For an additional electric field being present a drift formula is derived which is a generalization of the well‐known 𝔈 × 𝔅 93 drift for constant fields.
Physikalische Bedeutung der asymptotischen Stabilität der Ionisationswellengleichungen
Authors: Fuchs Vladimir
Published: July 2007

In das homogene System partieller Differentialgleichungen der Schichtungswellentheorie [3] wird eine den Einfluß einer Lokalstörung des Plasmas ausdrückende Quellenfunktion Q(x, t) eingeführt. Über die asymptotische Stabilität dieses Systems wird ein Satz formuliert und bewiesen. Im stabilen Regime ist die auf dem System (S) aufgebaute Theorie widerspruchslos, und dementsprechend läβt sich auf diesem System eine Theorie künstlich erzeugter stehender und laufender Schichten aufbauen.
Die Bewegung von Ionen in Gasen unter der Einfluß nichthomogener Felder
Authors: Wieczorek L. W.
Published: July 2007

Es wird eine numerische Methode zur Berechnung einer Lösung der streng linearisierten Boltzmannschen Stoßgleichung für den Fall angegeben, daß die Ionen sich unter dem Einfluß eines beliebigen elektrischen Feldes und unter dem Einfluß umladender Stöße bewegen. In einem Beispiel werden Energieverteilungsfunktion für H+‐ und H‐Ionen und die entsprechenden Neutralteilchen angegeben, wenn die Ionen sich in einem linear abfallenden Feld in Wasserstoff bewegen. In einem weiteren Beispiel werden diese Ergebnisse auf die Verhältnisse angewendet, die bei einer normalen Glimmentladung in Wasserstoff vorliegen.
Zum Mechanismus der positiven Niederdrucksäule im Grenzfall kleiner Elektronendichten. II. Die Energieverteilung der Elektronen
Authors: Pfau S.
Published: July 2007

In der homogenen positiven Säule stromschwacher Edelgasentladungen wurde die Energieverteilung der Elektronen gemessen und mit den unter Berücksichtigung der elastischen sowie unelastischen Stoßverluste und unter Vernachlässigung der Elektronenwechselwirkungen aus der Boltzmann‐Gleichung berechneten Verteilungsfunktionen verglichen. Für Elektronen‐konzentrationen kleiner als 1010 cm−3 wird eine gute Übereinstimmung zwischen den experimentellen und den theoretischen Werten gefunden. In dem für die Niederdruckentladung charakteristischen Parameterbereich des reduzierten Gradienten E/p0 lassen sich unterhalb der ersten Anregungsenergie die Verteilungsfunktionen in Helium durch eine Maxwell‐Verteilung approximieren, während für Neon die Druyvesteyn‐Verteilung eine gute Näherung liefert. Oberhalb der Anregungsenergie weichen die Kurven von einer durchgehenden Maxwell‐ bzw. Druyvesteyn‐Verteilung ab. Die Abweichungen äußern sich in einem ausgeprägten Defizit an schnellen Elektronen.

Die durchgeführten Ein‐ und Doppelsondenmessungen zeigen, daß nur unter Berücksichtigung der jeweiligen Form der Verteilung brauchbare Resultate erzielt werden können.
Zur Theorie der subnormalen Säule einer Niederdruck‐Glimmentladung
Authors: Wilhelm J. , Winkler R.
Published: July 2007

Für die subnormale Entladung im Bereich niedriger Stromstärken, die durch das Anwachsen des Längsfeldes mit fallendem Entladungsstrom charakterisiert ist, wird die Raumladungsentwicklung in ihrer Stromabhängigkeit verfolgt. Es werden hier zunächst allgemeine Gesichtspunkte zur Problemstellung und zum Lösungsverfahren entwickelt. Bereits im Falle einer Vernachlässigung des von der Mitwirkung angeregter Atome und Moleküle herrührenden Einflusses ergibt sich ein kompliziertes gekoppeltes System von partiellen Differentialgleichungen, das den isotropen Anteil der (auf 1 normierten) Verteilungsfunktion der Elektronen und die charakteristischen Plasmaparameter in ihrer radialen Abhängigkeit erfaßt. Potenzreihenlösungen für den vereinfachten Fall, daß der Isotropteil als ortsunabhängig behandelt werden kann, werden diskutiert sowie der Näherungscharakter einer solchen Lösung untersucht. In einem nachfolgenden Beitrag sollen die hier publizierten allgemeinen Ausführungen auf den Fall der Neon‐Säule explizit angewendet werden, um dort den radialen Verlauf der charakteristischen Gröβen des Säulenplasmas in Abhängigkeit vom Entladungsstrom zu berechnen.
Zur Radialverteilung der Kenngrößen eines Neon‐Säulenplasmas im subnormalen Entladungsbereich
Authors: Wilhelm J. , Winkler R.
Published: July 2007

Ausgehend von bereits früher entwickelten allgemeinen Vorstellungen über die Bestimmung des Radialverlaufes charakteristischer Größen des subnormalen Säulenplasmas wird eine solche Berechnung für ein Modell der Neon‐Säule vorgenommen. Für diese ist auf Grund anderer Untersuchungen die Verwendung einer Druyvesteyn‐Verteilung für die Elektronen in erster Näherung gerechtfertigt. Der Anschluß des die Verteilung charakterisierenden Parameters erfolgt über die Energiebilanz der Elektronen an die Entladungsstromstärke. Mit Hilfe der entwickelten Berechnungsmethode werden der radiale Verlauf der Trägerkonzentrationen, Feldstärke und Stromdichten für eine Reihe ausgewählter Werte der Entladungscharakteristik bei ng = 6,44 · 1016 cm−3 und R = 2 cm bestimmt. Es erfolgt eine ausführliche Diskussion dieser Größen, wobei gleichzeitig ein Vergleich mit der Näherungslösung proportionaler Konzentrationsverteilung gezogen wird.
Die Rolle der Austrittsspannung bei der Raumpotential‐bestimmung mittels Glühsonden
Authors: Arndt Rudolf , Scheibner Helmar
Published: July 2007

An Wolfram‐Glühsonden, die in die positive Säule von He‐ und Ne‐Entladungen eintauchen, wurden Kennlinienaufnahmen und Schaltversuche durchgeführt. Es zeigte sich, daß für die benutzten Sonden allein die Änderung der Austrittsspannung die beim Heizen der Sonde auf‐tretende Verschiebung der Kennlinie bewirkt. – Lange Sonden sind für genaue Potential‐messungen wegen ihrer homogenen Temperaturverteilung günstiger als kurze. Letztere haben eine entsprechend ihrer Temperatur längs des Fadens verteilte Austrittsspannung. Die für die gesamte Sonde effektive Austrittsspannung ist daher ein mittlerer Wert, der bei ausreichender Sondentemperatur in der Nähe des Wertes für reines Wolfram liegt. Werden nur die Emissionsstromteile der Kennlinien für die Auswertung benötigt, so ist die Austrittsspannung des reinen Wolframs in Rechnung zu setzen. Soll die Lage des Raumpotentials relativ zur Kennlinie der kalten Sonde bestimmt werden, so tritt die effektive Austrittsspannung der gesamten Sonde in Erscheinung.
Zum Mechanismus der positiven Niederdrucksäule im Grenzfall kleiner Elektronendichten. III. Die Diffusionstheorie der homogenen positiven Säule
Authors: Rutscher A. , Pfau S.
Published: July 2007

Auf der Grundlage der für kleine Stromstärken gültigen Energie‐Verteilungsfunktion der Elektronen wird die Diffusionstheorie der homogenen positiven Säule in Neon mit Berücksichtigung von Stufenprozessen und Abweichungen von der Quasineutralität entwickelt. Durch die Methode der Anpassung an eine spezielle Entladung läßt sich indirekt eine Reihe atomarer Kenngrößen des Neons bestimmen. Die ausgeführten Experimente bestätigen das aus der Theorie erhaltene Ähnlichkeitsgesetz der Schwachstromsäule sowie das bei Bestrahlung und Gastemperaturänderung beobachtete Verhalten der axialen Säulenfeldstärke. Die quantitative Übereinstimmung zwischen Theorie und Experiment unter sehr verschiedenen Bedingungen stützt die durch Anpassung erhaltenen atomaren Größen.
Zur Plasmazusammensetzung eines durch einen rotierenden Wasserhohlzylinder begrenzten natriumhaltigen Argonbogens
Authors: Neumann Werner , Serick Felix
Published: July 2007

Es wird über Untersuchungen der Plasmazusammensetzung eines natriumhaltigen Argonbogens, der im Innern eines rotierenden Wasserhohlzylinders zwischen gestopften Graphitelektroden bei einer Stromstärke von 10 A brannte, berichtet. Die Stopfsubstanz bestand aus 36,4% C, 42,5% NaCl und 21,1% CuO. Elektronentemperatur, Elektronendichte sowie Ionen‐ und Neutralgasdichte der Elemente Na und Cu wurden aus der Intensität von NaI‐und CuI‐Linien bei seitlicher Beobachtung bestimmt. Wegen der Lichtstreuung an der gekräuselten Wasserinnenfläche war eine Streukorrektur anzubringen. Für den Kohlenstoffgehalt läβt sich über die Verdampfungsrate eine obere Grenze von 2 · 1015 cm−3 angeben. Der Wasserstoffgehalt wurde über die Strombilanz zu 1,2 · 1016 cm−3 bestimmt. Ungefähr den gleichen Wert liefert eine Beziehung für das Druckgleichgewicht des von der Wasseroberfläche in den Bogen hineindampfenden und dort dissoziierenden Wassers. Über die Absolutintensität der Hα‐Linie wird dagegen bei Annahme thermodynamischen Gleichgewichts eine um den Faktor 5 zu kleine Wasserstoffkonzentration erhalten. Dies deutet darauf hin, daß der Wasserstoffterm n = 3 gegenüber der Boltzmann‐ Besetzung 5fach unterbesetzt ist. Über die mögliche Verwendung der Bogenanordnung zur Überprüfung der Boltzmann‐Verteilung im Atomsystem des Argon bei variablen Elektronendichten wird diskutiert.
Zur Theorie der Teilchenbewegung in zeitabhängigen elektromagnetischen Feldern
Authors: Vojta Günter , Wonn Joachim
Published: July 2007

The Langevin equation – i.e. the equation of motion for a charged particle including a collision term proportional to the particle velocity – is solved for arbitrary time‐dependent electric and magnetic fields by a new general method. Instead of the usual ansatz: particle velocity = cyclotron velocity + drift velocity the method given makes the ansatz: particle velocity = tensor = cyclotron velocity. The unknown tensor obeys a simple differential equation of the first order which can be generally solved at once. This method is a modification of the variation of constants method for inhomogeneous differential equations. The electromagnetic fields considered must be spatially homogeneous; for (weakly) inhomogeneous fields an iteration procedure of Pytte (1962) may be applied. Some examples are discussed shortly. The Langevin equation treated is completely equivalent to the equation of motion in a magnetohydrodynamic one‐fluid theory.
Temperatur‐ und Elektronendichtebestimmung in Edelgashochdruckplasmen
Authors: Spiegelhalter Fritz
Published: July 2007

In Hochdruckplasmen werden hohe Terme, insbesondere solche mit großer Azimutalquantenzahl, hauptsächlich durch den quadratischen Stark‐Effekt und in geringerem Maße durch die Van DER Waalssche Wechselwirkung empfindlich beeinflußt. Die Verbreiterung geeigneter Terme wird experimentell bestimmt, und es wird untersucht, welche Verbreiterungsanteile den Störungen der Ionen, Elektronen und Neutralteilchen zukommen. Die Profile der Stark‐Effekt‐empfindlichen Spektrallinien weichen von Dispersionsprofilen ab und sind unsymmetrisch. Der Charakter der Unsymmetrie wird durch die Störungen der Ionen bestimmt, die bei den Betriebsbedingungen von 7 bis 19 Atm Druck und 6 bis 30 A Belastung in guter Näherung der statistischen Theorie gehorchen, während sich die Störungen der Elektronen und Neutralteilchen näherungsweise mit der Stoßdämpfungstheorie beschreiben lassen. Das beobachtete Linienprofil läßt sich daher als Faltung dreier Profile beschreiben, und zwar zweier Dispersionsprofile, herrührend von der Elektronenstoß‐ und Van DER Waals‐Verbreiterung und der Überlagerung des statistischen Ionenprofils. Die Übereinstimmung zwischen den gemessenen und theoretisch beschriebenen Profilen ist sehr gut. Zur Temperatur‐ und Elektronendichtebestimmung wird aus der gesamten Halbwertsbreite der Linien der Anteil der Elektronenstoß‐ und Van DER Waals‐Breite bestimmt. Durch Berechnung der Van DER Waals‐Breite. die nur wenig zur Linienverbreiterung beiträgt, ergibt sich die Elektronenstoßbreite, und in Verbindung mit der Saha‐Gleichung erhält man die Temperatur‐ und Elektronendichtewerte.
Energetische Verhältnisse im Plasma einpoliger Hochfrequenzentladungen
Authors: Farsky V. , Janca J.
Published: July 2007

In der vorliegenden Arbeit werden eine Methode und eine Apparatur beschrieben, welche die Messung der Gesamtleistung einer Hochfrequenzentladung und ihrer thermischen Leistung ermöglicht. Der gemessene Unterschied der Leistungen wird einer theoretischen Analyse unterworfen. Die experimentell festgestellten Abhängigkeiten stimmen mit den theoretisch ermittelten Werten sehr gut überein.

In Molekulargasen wird die zugeführte Hochfrequenzleistung beinahe völlig in Wärme umgewandelt. In einatomigen Gasen wird demgegenüber der Hauptteil der zugeführten Leistung wieder in Form einer elektromagnetischen Strahlung vom Plasma zur Umgebung abgestrahlt.
Tensorielle Kugelflächenfunktionsentwicklung in der BOLTZMANN‐Gleichung für das LORENTZ‐Plasma bzw. ‐Gas
Authors: Wilhelm J. , Winkler R.
Published: July 2007

Für ein Lorentz‐Plasma bzw. ‐Gas wird das Boltzmannsche Zweierstoßintegral für kurzreichweitige Wechselwirkung explizit für elastische und unelastische Stöße 1. und 2. Art zwischen Elektronen und Neutralteilchen unter Verwendung einer tensoriellen Entwicklung des Geschwindigkeitsraum‐Raumwinkelanteils der Elektronen‐Einteilchenverteilungsfunktion nach aus dem Geschwindigkeitseinheitsvektor gebildeten vollständig symmetrischen und irreduziblen Tensoren wachsender Stufenzahl exakt bis zu Termen erster Potenz im Massenverhältnis von Elektronen und Neutralteilchen entwickelt. Zusammen mit einer von Johnston erhaltenen analogen Entwicklung der stoßfreien Boltzmann‐Gleichung wird die tensorielle Entwicklung der vollständigen Elektronen‐Boltzmann‐Gleichung für das Lorentz‐Plasma gewonnen und eine Tensor‐Differential‐Differenzengleichungs‐Hierachie als Bestimmungsgleichungssystem für die tensoriellen Entwicklungskoeffizienten der Elektronenverteilungsfunktion abgeleitet. Bei Abbruch der Hierachie mit der dritten Gleichung und bei alleiniger Berücksichtigung der sich nicht kompensierenden Terme niedrigster Ordnung im Massen‐verhältnis resultiert ein bereits vielfach in Arbeiten über das Lorentz‐Plasma verwendetes Bestimmungsgleichungssystem. Weiterhin wird die Methode zur Ableitung höherer Ordnungen der Entwicklung des Stoßintegrals nach dem Massenverhältnis erläutert und die Verknüpfung der makroskopisch interessierenden Verteilungsfunktionsmomente mit den tensoriellen Entwicklungskoeffizienten angegeben.
Der Vordurchschlagsstrom im Hochvakuum. I. Die Spannungsabhängigkeit des Stromes bei konstantem Feld
Authors: Jüttner B.
Published: July 2007

Pre‐breakdown currents were measured in the range from 10−17 to 10−9 A in a vacuum of 10−9 Torr. The cathode was the extended (100) surface of a nickel single crystal. In the range from 10−15 to 10−11 A the current curves could be measured in times ≦ 1 s.

It was found that the emission is not constant in times < 1 s. The currents show a fluctuation in times < 1 s which is voltage depending. The average current (measured in times > 1 s) rises with the total voltage at constant field. This is interpreted by a voltage depending work function which varies by the influence of ionic bombardment on adsorbed gas layers. This view is supported by a pronounced effect of oxygen adsorption. The total voltage effect causes a considerably error in the field enhancement factor β and the emitting surface which are calculated from the Fowler‐Nordheim plots.
Die Impedanz der positiven Niederdrucksäule bei kleinen Entladungsstromstärken
Authors: Deutsch H. , Rutscher A.
Published: July 2007

Auf der Grundlage der stationären Diffusionstheorie der positiven Niederdrucksäule im Bereich kleiner Entladungsströme (d. h. unter den Bedingungen zu vernachlässigender Elektronenwechselwirkung) wird eine linearisierte Theorie der Impedanz des Säulenplasmas mittels der Methode kleiner Störungen entwickelt. Der Vergleich mit dem Experiment bestätigt den Verlauf der berechneten Impedanzkurven sowie das für die Impedanz abgeleitete Ähnlichkeitsgesetz.
Experimentelle Untersuchungen an laufenden Schichten
Authors: Gundermann S.
Published: July 2007

Im Übergangsgebiet zwischen homogener und geschichteter Säule wurden die Feldstärke‐, Elektronentemperatur‐ und Ionenkonzentrationsschwankungen in axialer Richtung ermittelt. Die Messungen erfolgten ausschließlich an fremderregten p‐Schichten in Neon. Bei den Untersuchungen lag der Druck zwischen 0,8 und 2,3 Torr, der Strom zwischen 2 und 25 mA. Wie aus den experimentell gewonnenen Kurven hervorgeht, nehmen die Schwankungen entgegen den bisherigen vereinfachten Vorstellungen in Richtung zur Wand beträchtlich ab. Die Abnahme ist von der Frequenz und für nicht zu große Schwankungen auch von der Amplitude unabhängig. Den größten Abfall in radialer Richtung zeigte dabei die Feldstärke, den kleinsten zeigten die Elektronentemperaturschwankungen. Der Unterschied wird wahrscheinlich durch die große Wärmeleitfähigkeit des Elektronengases hervorgerufen. Außerdem erbrachten die Experimente den Nachweis, daß sich die Schichten nicht in Form von ebenen Wellen ausbreiten, sondern eine gekrümmte Wellenfront besitzen. Die Krümmung nimmt dabei mit der Frequenz zu.
Die Erzeugung kontinuierlicher Strahlung im Plasma der positiven Edelgas‐Säule durch Bremsung der Elektronen an Gasatomen
Authors: Rutscher A. , Pfau S.
Published: July 2007

Das für die diffuse positive Säule der Edelgasentladung bei mittleren Drücken charakteristische Kontinuum im sichtbaren Spektralbereich erweist sich als eine Bremsstrahlung der Plasmaelektronen, die durch Wechselwirkung mit den Gasatomen entsteht. Auf der Grundlage einer Proportionalität zwischen dem Bremsstrahlungs‐ und dem Transportquerschnitt der Elektronen wird eine Berechnung der Strahlungsintensität durchgeführt, die die im Sichtbaren beobachtete Abhängigkeit von den Entladungsparametern (Gasdruck, Strom, Rohrradius) und von der Wellenlänge quantitativ erfaßt. Die für eine Elektronen‐Atom‐Bremsstrahlung zu erwartenden Intensitätsunterschiede zwischen den untersuchten Edelgasen (He, Ne, Ar, Kr, Xe) entsprechen dem Experiment.
Impedanz und Ersatzschaltbild der positiven Niederdrucksäule bei kleinen Entladungsstromstärken
Authors: Deutsch H.
Published: July 2007

Auf der Grundlage einer linearen Theorie wird für die Impedanz des Säulenplasmas in der Schwachstrom‐Niederdruckglimmentladung ein Ersatzstromkreis abgeleitet und gezeigt, wie sich die Schaltelemente dieses Kreises beim Übergang zu ähnlichen Entladungssäulen transformieren. Für Entladungsbedingungen, die in der positiven Säule zur Selbsterregung von Ionisationswellen (p‐Typ) führen, liefert die Theorie komplexe Zeitkonstanten des Aquivalentstromkreises.
Indirekte Bestimmung des Strahlungsanteils an der Energiebilanz bei wandstabilisierten Hg‐ und Xe‐Hochdruckbögen
Authors: Neumann W. , Worm M.
Published: July 2007

Die Totalstrahlungsleistung von wandstabilisierten Hg‐ und Xe‐Hochdruckbögen pro Längeneinheit wird als Funktion der elektrischen Leistung pro Längeneinheit über die Leistungsbilanz in der Bogenrandzone bestimmt, wobei die Kenntnis der radialen Temperatur‐verteilung in dieser Zone wesentlich ist. Es zeigt sich, daß die so ermittelte Strahlung im Falle des Hg um 7%, im Falle des Xe um 14% höher liegt als die direkt gemessene Strahlung, bei der ein Teil der außerhalb des sichtbaren Bereichs fallenden Emission auf dem Wege vom Bogen zum Thermoelement durch Quarzglas bzw. (im Falle des Xenonhochdruckbogens) auch durch Wasser und Glas ausgefiltert wird.
Experimental Evidence for a Similarity Relation in Ionization Waves
Authors: Sicha M. , Drouet M. G.
Published: July 2007

Measurements in a neon discharge are presented which suggest the existence of a similarity relation between the values of E λ, pD and i/D for the ionization waves of type “p” in a plasma.
Untersuchung der positiven Säule der Neonentladung bei mittleren Gasdrücken. Teil I
Authors: Golubowsky Ju. B. , Kagan Ju. M. , Ljagustschenko R. J. , Michel P.
Published: July 2007

Es wird die positive Säule einer Neonentladung bei mittleren Gasdrücken untersucht. Ein genäherter Ausdruck für die Energieverteilungsfunktion der Elektronen wird abgeleitet, der in einem breiten Entladungsstromdichtebereich anwendbar ist. Auf Grundlage der gefundenen Verteilungsfunktion wird eine Diffusionstheorie der positiven Säule entwickelt.

Die elektrische Längsfeldstärke, Elektronentemperatur und Elektronenkonzentration werden in Abhängigkeit von Gasdruck, Entladungsstromstärke und Radius des Entladungsrohres berechnet. Die Theorie erklärt sowohl die Kontraktion der Säule als auch deren Verschwinden bei Verringerung des Entladungsstromes.
Strahlversetzung am Plasma unter dem Einfluß eines Magnetfeldes
Authors: Schilling Heinz
Published: July 2007

Bei der Reflexion polarisierter elektromagnetischer Wellen am magnetoaktiven Plasma hängt die Strahlversetzung ebenso wie beim isotropen Plasma maßgeblich vom Verhältnis zwischen der Sendefrequenz ω und der Kollisionsfrequenz veff ab. Ist die Zyklotronfrequenz ωc klein gegen die Sendefrequenz, so tritt der Einfluß des Magnetfeldes am stärksten für den Strahl in Erscheinung, dessen Einfallsebene die Begrenzungsebene parallel zum äußeren Feld schneidet. Man erhält zwei Versetzungsmaxima, die jedoch nur dann voneinander zu trennen sind, wenn die magnetische Feldstärke sehr groß ist und wenn Sende‐ und Plasmafrequenz nicht zu stark voneinander abweichen. Bei orthogonalem Schnitt ist das Magnetfeld ohne Einfluß auf die Versetzung. Ist die Zyklotronfrequenz groß gegen die Sendefrequenz, so treten große Werte der Strahlversetzung nur am Grenzwinkel des außerordentlichen Strahles auf. Lage, Höhe und Breite des Versetzungsmaximums hängen wie im Falle ωc ≦ ω vom Azimut der Einfallsebene gegen den Hauptschnitt der Trennebene und von der Feldrichtung ab, sind jedoch von der Stärke des äußeren Feldes unabhängig.
Gittersondenmessungen im negativen Glimmlicht
Authors: Stern Werner
Published: July 2007

Langmuir‐Sondenmessungen gaben Anlaß zu der Annahme, daß die Elektronengeschwindigkeits‐Verteilungsfunktion im negativen Glimmlicht sich aus mehreren Elektronengruppen zusammensetzt. Die Anwendung sondentheoretischer Berechnungen für das Ionensättigungsgebiet der Sondenkennlinien zeigt jedoch, daß die bei Langmuir‐Sondenmessungen notwendige Ionenstromextrapolation gesicherte Aussagen über Existenz und Parameterwerte der Elektronengruppen höherer mittlerer Energie nicht ermöglicht. Bei experimenteller Trennung der Trägerarten mittels einer Gittersonde erhält man, nach Eliminierung des durch Ionen verursachten Sekundärelektronenstromes am Gitter, zwei Elektronengruppen mit näherungsweise Maxwell‐Verteilungen und auch die Möglichkeit, das Ionenanlaufgebiet der Sondenkennlinie aufzulösen. Die Vermeidung der Ionenstromextrapolation erlaubt, die Gittersondenkennlinien für beide Elektronengruppen direkt oszillographisch aufzunehmen, die Übereinstimmung mit manuellen Messungen läßt auf eine geringe Auswirkung von störenden Oberflächeneffekten schließen.

Durch Gittersondenmessungen im Elektronenstrahlschatten einer Scheibe im negativen Glimmlicht, Messungen in Glimmsaumnähe, richtungsabhängigen Sondenmessungen und Abschätzung des gerichteten Anteils der Stromdichte kann gezeigt werden, daß die Strahlelektronen und der anisotrope Anteil der Elektronenenergieverteilung keinen wesentlichen Einfluß auf die Sondenmessungen ausüben. Wegen der Störwirkung der Gittersonde werden Gittersonden‐ und Langmuir‐Sondenmessungen kombiniert.
Untersuchungen zum dynamischen Verhalten der positiven Säule stromschwacher Entladungen bei mittleren Drücken
Authors: Deutsch H. , Pfau S.
Published: July 2007

Ausgehend von den Bilanzgleichungen der positiven Säule wird unter der Voraussetzung einer quasistationären Näherung der Energieverteilungsfunktion der Elektronen das dynamische Verhalten der Säule für kleine Störungen berechnet und experimentell gewonnenen Werten gegenübergestellt. Die durchgeführten Messungen der Säulenimpedanz sowie der Schwankungsgrößen der angeregten Atome in Abhängigkeit von der Frequenz der aufgeprägten Störung bestätigen die theoretisch erhaltenen Ergebnisse. Charakteristisch für das dynamische Verhalten der diffusen Mitteldrucksäule ist das Auftreten eines für die einzelnen Plasmakenngrößen unterschiedlich stark ausgeprägten Resonanzeffektes.
Zur Theorie der Bewegung geladener Teilchen in richtungskonstanten Magnetfeldern exponentieller Zeitabhängigkeit. III. Allgemeine Schaltprozesse
Authors: Koch Eckhard
Published: July 2007

The motion of a charged particle in a magnetic field is calculated for the following case: the spatially homogeneous magnetic field having a constant direction is a superposition of a field constant in time and one decreasing exponentially in time; taken into account is the influence of the electric field induced by the time dependent magnetic field and a friction force proportional to the particle velocity. The higher transcendental functions appearing in the exact solutions are approximated in various ways in dependence on the values of argument and parameters. In this manner approximated formulae of a very simple form are obtained for position, velocity, kinetic energy and magnetic moment of the particle, and the domain of validity of these formulae is determined. The particle orbits are classified, and their dependence on the initial values, parameters of the magnetic field and on the magnitude of the friction force is studied. A comparison between our results and a rectangular variation of the field is given. It is shown that the electric field induced by the time dependent magnetic field has an important influence on the particle motion.
Das zeitliche Verhalten des Neutralgasdruckes in nichtstationären Gasentladungen
Authors: Eidmann Klaus
Published: July 2007

Das zeitliche und räumliche Verhalten des Neutralgases in der Nachleuchtperiode einer in einem abgeschlossenen Gefäß brennenden Gasentladung wird aus den linearisierten Bewegungsgleichungen für ein kompressibles Medium berechnet. Für gegenüber der Gefäßausdehnung genügend kleine freie Weglängen der Neutralteilchen werden Näherungsausdrücke für den Druck, die Temperatur und die Strömungsgeschwindigkeit angegeben.
Untersuchungen über die Termbesetzung des HeI in der Hohlkatode
Authors: Haas G. , Krempl H.
Published: July 2007

In einer in Helium betriebenen Hohlkatodenentladung wurde die Besetzung einer Reihe von HeI‐Termen gemessen. Die Entladung hatte folgende Daten: Wassergekühlte Kupferhohlkatode 8 mm Ø, 15 mm tief; Helium‐Druck 0,4 bis 10 Torr; Strom 140 bis 230 mA; Brennspannung 720 bis 400 Volt. Bei den höheren Termen (n ≧ 5) wurde eine relative Boltzmann‐Besetzung gefunden entsprechend einer Temperatur, die in der Nähe der Gastemperatur lag. Auch eine Abschätzung der Stoßwahrscheinlichkeiten legt es nahe, daß diese Besetzung nicht durch eine “kalte” Elektronengruppe, sondern durch die Gasatome bewirkt wird. Außerdem haben gleichzeitige Sondenmessungen keine Hinweise auf eine solche Elektronengruppe geliefert, sondern eine Elektronentemperatur ergeben. die nirgends als Temperaturparameter einer Boltzmann‐Besetzung auftrat.

Ein Vergleich der Ionenverluste durch Rekombination und durch Abwanderung in den Katodenfall ergab ein so starkes Überwiegen des letzteren, daß es aussichtslos erscheint, mit der Saha‐Gleichung aus den Besetzungsdichten der oberen HeI‐Terme auf die Ionen‐ und damit die Elektronendichte zu schließen.
Massenspektrometrische Wandstromanalyse an den stehenden Schichten der positiven Säule der Wasserstoff‐Glimmentladung
Authors: Schmidt M.
Published: July 2007

Mit der Methode der “ambipolaren Effusion der Ladungsträger” werden Wandstrom‐untersuchungen an den stehenden weiten roten Einzelschichten der positiven Säule der Wasserstoffglimmentladung (Rohrradius R = 1,5 cm, p = 0,75 Torr, i = 5–20 mA) durchgeführt. Es zeigt sich eine Modulation der Ionen‐ und Elektronenwandstromdichte längs der Schicht, wobei der Ionenstrom neben dem Maximum am Schichtkopf noch ein 2. im Schichtrumpf aufweist. Möglichkeiten zur Entstehung dieses 2. Maximums sowie Probleme der Ambipolarität des Wandstromes werden diskutiert. Durch die massenspektrometrische Analyse konnten die Wasserstoffionen H3+, H+ und H2+ in einem Intensitätsverhältnis von etwa 103:102:1 fest‐gestellt werden. Der H+ Anteil steigt im Bereich des leuchtenden Schichtkopfes an, was auf den höheren Dissoziationsgrad des Neutralgases zurückzuführen ist. Der Anstieg der H2+‐Komponentente im Dunkelraum vor dem Schichtrand ist hervorgerufen durch den Energiegewinn der H2+ Ionen im Potentialsprung am Schichtrand, womit eine Verkleinerung des Wirkungsquerschnittes für die H3+ Bildung verbunden ist.
Entmischungserscheinungen in einem Helium‐Wasserstoff‐Impulsplasma
Authors: Hermel Alfred
Published: July 2007

Aus spektroskopischen Messungen wurden die radialen Verteilungen der Temperatur und der Teilchenkonzentrationen in einem Helium‐Wasserstoff‐Impulsmischplasma (Impulsdauer 70 μs, Mischungsverhältnisse He:H = 10:1,5:1, 2:1 und 1:1) ermittelt. Die Achsentemperaturen lagen zwischen 5 · 104°K und 4.5 · 104°K bei Elektronendichten um 8 · 1016 cm−3. Sowohl im achsennahen Gebiet als auch in der Randzone wurden Abweichungen vom Ausgangsmischungsverhältnis festgestellt. Zur Deutung der Entmischung im achsennahen Gebiet wurde die Reaktionsdiffusion nach Frie und Maecker herangezogen, während in der Randzone die Entmischung hauptsächlich durch die Thermodiffusion bestimmt wird. Die gemessenen Werte für die Entmischung sind mit den für den stationären Fall berechneten Werten in guter Übereinstimmung.
Halbempirische Theorie der subnormalen Neon‐Niederdrucksäule auf exakterer kinetischer Grundlage
Authors: Winkler R. , Wilhelm J. , Hinzpeter G.
Published: July 2007

Unter Verwendung verbesserter, auf kinetischer Grundlage gewonnener Bilanz‐ und Transportkoeffizienten der Elektronen wird bei Zugrundelegung einer experimentell ermittelten Säulencharakteristik die Berechnung aller interessierenden Säuleneigenschaften in ihrer radialen Abhängigkeit für das stationäre subnormale Neon‐Niederdruckplasma vorgenommen. Dabei werden die Raumladungsverhältnisse korrekt durch Berücksichtigung der Poisson‐Gleichung erfaßt und die Trägererzeugung in Form von Direktionisation beschrieben. Dieses Modell ist praktisch durch eine mit Neonlicht bestrahlte Neonsäule realisiert. Als wesentlichstes Ergebnis dieser halbempirischen Untersuchungen konnte die im Rahmen einer vollständigen Theorie der Säule noch fehlende Kenntnis einer Randbedingung für die Elektronen‐konzentration erschlossen werden.