bluuebunny/crossref_metadata_2025 huggingface dataset:
Singularitäten der kinetischen Dispersionsgleichung
Authors: Bachmann P. , Wallis G.
Published: July 2007

Starting from the general expressions for the dielectric tensor and its special form in case of perpendicular propagation there are discussed some problems of cycloharmonic resonances and of the gaps found by GROSS and others. This concerns the question to find complete solutions of the linearized VLASOV equations. The dispersion equation is solved numerically in quasistatic approximation for several plasma parameters.
Zur Raumpotentialbestimmung mittels Glühsonden
Authors: Aendt Rudolf
Published: July 2007

Messungen an stromschwachen Ne‐Entladungen zeigten, daß Glühsonden wegen der Rückwirkung auf die Glimmentladung haarnadelförmig gebaut sein und möglichst dünne Zuleitungen mit ∞‐förmigem Querschnitt haben sollten. Eine relativ einfache Methode zur Herstellung solcher Sonden wird beschrieben. Die Parallelverschiebung bzw. Divergenz zwischen den Kennlinien der heißen und der kalten Sonde im Elektronenansauggebiet wird auf Kontaktpotentialwanderungen und thermisch bedingten Oberflächenzuwachs zurückgeführt. Wegen ihrer konstanten Austrittsarbeit und des steilen Abfalls der Kennlinie ist die Glühsonde als Gegensonde in Doppelsondenschaltungen anwendbar.
Zum Durchschlag im Niederdruckgebiet
Authors: Gladitz B.
Published: July 2007

Es wird eine Integralgleichung für den 1. TOWNSENDschen Ionisationskoeffizienten α aufgestellt. Die Diskussion dieser Gleichung liefert Aussagen über den Anfangsmechanismus einer Entladung im Niederdruckgebiet.
[Russian Text Ignored]
Authors: [Russian Text Ignored]  , [Russian Text Ignored]  , [Russian Text Ignored]  , [Russian Text Ignored]  , [Russian Text Ignored]
Published: July 2007

[Russian Text Ignored].
Die Zeitabhängigkeit der Intensitäten von N2(C3Π‐B3Π)‐Banden in der pulsierenden Fackelentladung
Authors: Janča J.
Published: July 2007

Im Kern der pulsierenden Fackelentladung sind die Intensitäten der durch Elektronen‐stoß angeregten N2‐Banden von der elektrischen Feldstärke abhängig. Die elektrische Feldstärke im Kern der Fackel hängt wiederum stark von der Temperatur des Neutralgases ab. Der zeitliche Verlauf der Intensitäten der N2‐Banden ändert sich mit dem Druck, bei dem die Fackel brennt. Aus den vorliegenden Ergebnissen geht hervor, daß man durch geeignete Impulsanregung die Anregungsprozesse im Kern der pulsierenden Fackelentladung beeinflussen kann. Die Anwendung pulsierender Fackelentladungen ist besonders als spektral‐analytische Lichtquelle aussichtsvoll.
Der Einfluß des magnetischen Feldes auf die RAYLEIGH‐TAYLOR‐Instabilität bei Elektrolytlösungen
Authors: Deutsch R. V. , Fornwald F.
Published: July 2007

[Russian Text Ignored].
Massenspektrometrische Untersuchungen an der positiven Säule der Stickstoff‐Glimmentladung
Authors: Schmidt Martin
Published: July 2007

Es werden massenspektrometrische Untersuchungen der im Bereich der positiven Säule einer Stickstoff‐Niederdruck‐Glimmentladung bei Drücken von 0,75; 1,5; 2 und 3 Torr im Strombereich von 10–90 mA aus einer kleinen Öffnung in der Rohrwand austretenden Ladungsträger beschrieben. Es konnten die positiven Ionen N+, N2+, N3+ sowie NH4+ und H+ festgestellt werden. Als negative Ladungsträger waren nur Elektronen zu finden. Ferner sind Gradientenwerte und bei einigen Stromstärken Elektronentemperaturen bestimmt worden. Aus den Verhältnissen der Ionenströme zueinander, den Elektronentemperaturen, den Gradientenwerten und Angaben von Driftgeschwindigkeiten der Elektronen und Beweglichkeiten der Ionen aus der Literatur wird die ambipolare Wandstromdichte für 0,75, 1,5 und 2 Torr berechnet. Die gemessenen Elektronenstromdichten kommen den berechneten nahe. Aus den Verhältnissen der Ionenströme zueinander werden die Konzentrationen der einzelnen Ionen‐arten als Funktion des Entladungsstromes bestimmt. Für die N2+ Ionen wird mit der Beweglichkeit der N4+ Ionen gerechnet, welche nach den Untersuchungen von VARNEY bei den im Entladungsinneren vorliegenden Verhältnissen dominieren müßten und erst kurz vor der Rohr‐wand in N2+ Ionen zerfallen. Auf Grund der vorliegenden Meßergebnisse und den unterschiedlichen Vorstellungen von SAPOROSCHENKO und Dreeskamp über die Entstehung der N3+ Ionen wird die N3+ Ionenbildung diskutiert.
Zur Diffusionstheorie der homogenen positiven Säule mit einer Druyvesteyn‐Verteilung der Elektronenenergie
Authors: Rutscher Alfred
Published: July 2007

Auf der Grundlage der Schottkyschen Diffusionstheorie werden die Kenngrößen der homogenen positiven Säule in Neon unter Verwendung einer Druyvesteyn‐Verteilung der Elektronenenergie berechnet und den mit einer Maxwell‐Verteilung erhaltenen gegenübergestellt. Durch den Ausbau der Theorie unter gleichzeitiger Berücksichtigung einer Stufenionisation und einer Abweichung von der Quasineutralität kann die experimentelle Charakteristik der Säule mit einer Druyvesteyn‐Verteilung im Bereich kleiner Stromstärken zufriedenstellend interpretiert werden.
Zur Energieverteilungsfunktion der Elektronen in der positiven Säule einer stromschwachen Neonentladung
Authors: Pfau Sigismund , Rutscher Alfred
Published: July 2007

Die experimentell durch Anwendung der Druyvesteyn‐Analyse aus Sondenmessungen in der positiven Säule einer stromschwachen Neonentladung erhaltene Energieverteilungsfunktion der Elektronen wird mit theoretischen Verteilungsfunktionen verglichen. Neben der Verteilungsfunktion, die sich durch Lösung der Boltzmannschen kinetischen Gleichung ohne Berücksichtigung des Elektronen‐Wechselwirkungsgliedes ergibt, werden bei diesem Vergleich auch Verteilungsfunktionen herangezogen, die in der Diffusionstheorie der positiven Säule bisher Verwendung fanden. Die hier meistens benutzte Maxwell‐Verteilung erweist sich als ungeeignet. Eine bessere Näherung stellt die Druyvesteyn‐Verteilung dar.
Zur Frage der Landau‐Dämpfung im anisotropen Plasma
Authors: Bachmann P.
Published: July 2007

Starting from a wellknown form of the dispersion equation in quasistatic approximation some expressions for the Landau damping in anisotropic electron plasmas are derived. For special distribution functions they are of the form given by Jackson for a plasma without magnetic field. The essential part of the general stability criterion is derived. Using the Dawson model for Landau damping we obtain exactly the above expressions.
Der Einfluß des individuellen Ionenfeldes auf die Thermo‐Feldemission
Authors: Bauer A.
Published: July 2007

Bei Feldemission und Thermo‐Feldemission einer Katode in einen gaserfüllten Raum hinein ist stets mit einem Ionenstrom zur Katode zu rechnen, weil die emittierten Elektronen nach kurzer Flugstrecke genügend Energie aufnehmen, um Ionen zu erzeugen. Mit dem Eintritt der Ionen in eine katodennahe, bis zu 200 Å dicke Zone überlagern sich die Mikrofelder dem aufgeprägten gleichmäßigen Feld und erhöhen die Emission. Dieser Effekt wurde hauptsächlich für die Thermo‐Feldemission untersucht. Bei aufgeprägten Feldern von 106 bis 107 V/cm und Katodentemperaturen von 3000° und 3500°K ergeben sich Stromdichtesteigerungen bis auf den zehnfachen Wert. Die Berechnungen finden eine Anwendung auf die Verhältnisse vor heißen Katoden von Hochdruckbögen. Die Emissionssteigerung reicht zur Erklärung der beobachteten Stromdichten aus. Ein Vergleich mit den Ergebnissen anderer Auto‐ren, welche hauptsächlich für die Feldemission gelten, bringt im wesentlichen Übereinstimmung.
Über eine einfache Methode zur Bestimmung der mittleren freien Weglänge von Primärelektronen im Plasma
Authors: Behlke H. , Drost H. , Pupke H.
Published: July 2007

Mit Hilfe eines vor der Katode angebrachten hinreichend großen Bremsgitters gelingt es, je nach der Höhe des Bremspotentials sowohl die sogenannten Sekundärelektronen als auch den gesamten Primärstrom aus dem Sondenstrom zu eliminieren. Die vom Anteil der “Sekundärelektronen” befreiten Kennlinien lassen deutliche Horizontalbereiche des ungestreuten Primärstromes erkennen und ermöglichen so eine genauere Bestimmung der mittleren freien Weglänge λeff der Primärelektronen im Plasma. Die Abstände s zwischen Sonde und Bremsgitter, bei denen die Sondenkennlinien wieder einen Anteil von “Sekundärelektronen” erkennen lassen, entsprechen annähernd der mittleren freien Weglänge λe der Primärelektronen im Neutralgas. Dies wird als Hinweis dafür angesehen, daß durch den Einbau eines Bremsgitters die mit für die λeff‐Werte verantwortlichen Prozesse im Katodengebiet eliminiert werden, was eine erhöhte Meßgenauigkeit der λeff‐Werte zur Folge hat.
Die positive Säule der Argon‐Niederdruckentladung im Übergangsbereich IV
Authors: Wojaczek Karl
Published: July 2007

Auf Grund der bisher gewonnenen Kenntnisse über die Elementarprozesse in der positiven Säule der Argon‐Niederdruckentladung werden für einen weiten Variationsbereich des Druckes und der Entladungsstromstärke die Säulencharakteristiken berechnet. Die dabei gewonnenen detaillierten Daten der Säulenparameter werden anhand eines vereinfachten Modells des Schichtungsmechanismus dazu ausgenutzt, das Schichtungsverhalten der positiven Säule in Abhängigkeit von der Entladungsstromstärke rechnerisch zu ermitteln. Die errechneten Schichtdaten, insbesondere auch die Lage der oberen Existenzgrenze laufender Schichten, stehen in befriedigender Übereinstimmung mit dem Experiment. Der Mechanismus der laufenden Schichten im Puppschen Übergangsbereich darf daher als im Prinzip geklärt angesehen werden.
Energieverteilungsfunktionen im Fallraum von Glimmentladungen
Authors: Hantzsche E.
Published: July 2007

Energy distribution functions of electrons, ions and neutrals in the one‐dimensional cathode fall region of anomal glow discharges in Hydrogen are derived by numerical integration of simplified Boltzmann equations for two values of the dark space voltage (5 kV and 0,45 kV). Molecular and atomic ions and neutrals are treated separately. Charge exchange, ionization, excitation and dissoziation are taken into account. The first part of this investigation is still published [1].
Zur Druckabhängigkeit der Anodenfallspannung von Hochdrucklichtbögen
Authors: Schoeck P. , Maisenhälder F.
Published: July 2007

Die Abhängigkeit der Anodenfallspannung freibrennender Hochdrucklichtbögen vom Druck wurde anhand eines vereinfachten Bogenmodells auf Grund experimenteller Untersuchungen abgeschätzt. Dabei ergab sich, daß die Anodenfallspannung an der bekannten Erhöhung der Bogenbrennspannung mit dem Druck nicht beteiligt ist. Die experimentellen Untersuchungen wurden an einem Argonbogen mit plattenförmiger wassergekühlter Kupferanode durch‐geführt, an der infolge der eigenmagnetischen Pumpwirkung des Bogens eine Staupunktsströmung auftritt. Die Versuche erfolgten bei den Stromstärken I = 100 A und I = 150 A, wobei der Druck zwischen 1 atm und 50 atm verändert wurde. Die angewandte Methode zur Bestimmung der Anodenfallspannung erforderte die Bestimmung der Energiebilanz der Anode. Als Nebenergebnis der Untersuchung zeigte sich, daß die Strahlung bei p = 1 atm mit ca. 20%, bei p = 50 atm mit ca. 50% an der Energiebilanz des Lichtbogens beteiligt ist.
Zur Theorie elektrostatischer Schwingungen in einem Vlasov‐Plasma bei äußerem elektrischen Feld
Authors: Kolley Winfried
Published: July 2007

Longitudinal plasma oscillations under the action of an external homogeneous time dependent electric field are examined with regard to the stability of the plasma. The basic model is an infinitely extended collisionless quasineutral two‐component plasma. Starting from the linearized Vlasov equation dispersion relations are derived and discussed. It is shown that for an isothermal two‐component plasma instabilities are possible, and limites for the area of instability are given. Further a second method of solution starting from an integral equation for the internal electric field is developed. The equivalence of both methods is shown by means of special cases.
Zur Theorie der stationären Bewegung von Ionen im elektrischen Feld
Authors: Hantzsche E.
Published: July 2007

In a static electric field a one‐dimensional model of the motion of ions, controlled solely by charge exchange (electron capture from gas moleculs) is considered. Solutions of the kinetic equastions for ions and fast neutrals are derived in several special cases. If the charge exchange cross section is constant, the kinetic equation is easily solvable in a closed form; if the cross section is a function of ion energy, however, the problem is reducible to a simple integral equation for the energy distribution function.
Zur Reversibilität der Vlasov‐Gleichung
Authors: Heybey Jürgen
Published: July 2007

The difference between Landaus decaying solutions of the linearized Vlasov equation and the damped solutions of a loaded electrical circuit is shown. An integral equation for the field acting in the plasma is investigated and the Laplace transforms of its solutions are considered. Some simple initial value problems for the Cauchy distribution for a perturbation by external fields too, are solved. It is demonstrated that the time arrow in the behaviour of measurable quantities of the Vlasov plasma stems from the accentuation of a non‐probable initial state.
Die positive Säule in Neon‐Heliumgemischen im Bereich der Puppschen Grenzstromstärke
Authors: Sabadil Heinz , Schwedt Jochen
Published: July 2007

Im Druckbereich von 10 bis 200 Torr werden die Grenzstromstärken für laufende Schichten in Abhängigkeit vom Gasdruck p und Mischverhältnis (He/Ne) bei verschiedenen Entladungsrohrdurchmessern bestimmt. Es ergibt sich, daß der obere Grenzdruck für die Ausbildung von laufenden Schichten in den He‐Ne‐Entladungen bei vergleichbaren Anteilen der Gaskomponenten wesentlich tiefer liegt, als in den entsprechenden reinen Gasen. Im Bereich des oberen Grenzdruckes sind die Meßergebnisse in den He‐Ne‐Entladungen nicht mit den in reinem Ne geltenden Ähnlichkeitsbeziehungen zu vereinbaren. Für die Abhängigkeit des maximalen oberen Grenzdruckes von dem Rohrradius wird ein einfacher analytischer Ausdruck angegeben, in den von dem Mischverhältnis (He/Ne) abhängige Koeffizienten eingehen, deren Maximalwerte bei 92% Heliumanteil liegen.

Abschließend werden die Ergebnisse der Berechnungen des Gradienten, der Elektronenenergie und der Ladungsträgerkonzentration in Abhängigkeit vom Mischungsverhältnis (He/Ne) für einen speziellen Entladungsfall mitgeteilt.
Zur Berechnung der Feldstärke in einem stromdurchflossenen, zylindrischen Entladungsplasma
Authors: Franck G. , Heisen A.
Published: July 2007

Es wird gezeigt, wie die Feldstärke in einem zylindrischen Niederdruckentladungsplasma innerhalb eines quasineutralen Modells konsistent berechnet werden kann. Durch Vergleich mit einem nicht‐quasineutralen Modell werden die Grenzen für eine Anwendung des quasineutralen Modells zur Feldstärkeberechnung aufgezeigt.

Für ein zylindrisches Plasma begrenzter Länge wird ein Iterationsverfahren zur Berechnung des Feldes angegeben und auf spezielle Modelle angewendet. Hierbei zeigt sich, daß auch bei nichtleitenden Wänden die Ströme von der Achse zur Rohrwand im allgemeinen nicht ambipolar fließen. Die Abweichung von der Ambipolarität kann quantitativ bestimmt werden.
Konvektive Wärmeübertragung in einem laminaren Stickstoff‐Plasmastrahl I
Authors: Rother Wolfgang , Smoljakov Vadim , Weiss Karl‐Heinz
Published: July 2007

Sowohl von seiten der Grundlagenforschung als auch hinsichtlich zahlreicher technischer Anwendungen ist man heute an detaillierten Angaben über den Wärmeübergang von strömenden Plasmen auf Wände bzw. umströmte Körper interessiert. Zur Bestimmung von Wärmeübergangszahlen auf kugelförmige Testkörper wurden entsprechende Meßmethoden entwickelt. Es werden Meßergebnisse im Temperaturbereich von 1000 bis 4500°K und in einem Strahlgeschwindigkeitsintervall von 5 bis 110 m/s angegeben.
Study of Transport Properties of Plasma using Semi‐classical Quantum Potential
Authors: Srivastava M. P. , Devanathan C.
Published: July 2007

The current evaluation of transport properties suffers from divergence difficulties resulting from the fact that the usual potentials do not adequately represent the collision mechanism in an assembly of interacting particles, the effect of surrounding particles at large and small distances being neglected. The usual way of avoiding this is by cutting off the ranges (both at upper and lower end) and completely disregarding such influences. A more appropriate procedure would be to use modified potentials (based on physical arguments) which automatically avoid such divergences. Using the Chapman‐Enskog‐Hilbert theory, we have calculated the transport properties for semi‐classical quantum potential and compared them with those of Debye shielded potential calculations. We have limited our discussion to hydrogen plasma. We have found that there is an increase in the transport properties of the plasma in the direction parallel to the original direction of a test particle and a decrease in the perpendicular direction, due to virtual induced quantum polarization.
Der Vordurchschlagsstrom im Hochvakuum. II. Über die Natur der Emissionszentren
Authors: Jüttner B.
Published: July 2007

Pre‐breakdown currents of low order of magnitude (10−15–10−11 A) were measured with UHV‐conditions in order to obtain information about the nature of the emitting sites. Heating the cathode to temperatures > 600°C or ionic bombardment in a glow discharge reduced strongly the current, but it was considerably increased by oxidation. Exposure to atmospheric air and following bake‐out at 400°C had a similar effect as the artificial oxidation. Hence, starting the experiments the first emission may come from nonmetallic structures as oxide needles.

It is therefore concluded that special precautions are necessary in order to avoid non‐metallic emission sites of high emissivity even with UHV‐conditions.
Untersuchung der positiven Säule der Neonentladung bei mittleren Gasdrücken. Teil II
Authors: Golubowsky Ju. B. , Kagan Ju. M. , Ljagustschenko R. J. , Michel P.
Published: July 2007

Es werden die elektrische Längsfeldstärke, die Elektronentemperatur und Elektronenkonzentration in der Entladungsachse, die radiale Verteilung der Elektronenkonzentration und Intensität der Strahlung in Neon bei verschiedenen Strömen und Drücken gemessen. Die experimentellen Ergebnisse werden mit der Theorie verglichen.
Absolutbestimmung der Gesamtanregungsquerschnitte der Edelgase durch Elektronenstoß
Authors: Schaper M. , Scheibner H.
Published: July 2007

With an improved Maier‐Leibnitz collision chamber absolute values of the total excitation cross sections of the rare gases were measured. The half width of energy distribution in the beam of exciting electrons was approximately 0.7 eV. The results for He and Ne are in reasonable agreement with the excitation functions given by Maier‐Leibnitz, if some necessary corrections (especially with regard to contact potentials) are made. Only the cross sections obtained by us are a little smaller. Furthermore the better fine structure yielded more favourable possibilities of comparison with other measurements published so far. The error should not be greater than 30%.
Phänomenologie und Energiebilanz von Lichtbogenkatoden bei niedrigen Drücken und hohen Stromstärken
Authors: Hügel H. , Krülle G.
Published: July 2007

Das Verhalten einer koaxial umströmten Lichtbogenkatode wird in einem Druckbereich von 15 bis 120 mm Hg und einem Stromstärkebereich von 400 bis 1000 A experimentell untersucht. Als Versuchsgase dienen Argon und Wasserstoff. Einzelerscheinungen während der kurzen instationären Zündphase werden näher beschrieben. Für stationären Betrieb, welcher durch einen diffusen, relativ großflächigen Katodenansatz gekennzeichnet ist, werden Ergebnisse von Messungen der Katodentemperatur und der Ansatzfläche aufgeführt und quantitativ ausgewertet. Für die mittleren Stromdichten im Ansatz (in ihrer Abhängigkeit von Druck und Stromstärke) werden empirische Beziehungen angegeben. Mit Hilfe eines quasi‐eindimensionalen Katodenmodells wird eine innere Energiebilanz der Katode aufgestellt und die im Ansatzgebiet einfließende Wärme berechnet. Schließlich werden unter sehr vereinfachenden Annahmen Katodenfallspannung und Ionenstromanteil abgeschätzt und unter Zugrundelegung einer Elektronenemission entsprechend der Richardson‐Schottky‐Gleichung die sogenannte Richardson‐Konstante bestimmt. Alle diskutierten Größen zeigen eine im allgemeinen starke Abhängigkeit von Druck und Stromstärke. Der Einfluß der Gasart ist sowohl quantitativ wie qualitativ beträchtlich.
Über den Einfluß der Katodeneigenschaften auf das Plasma der positiven Säule
Authors: Bitó J. F.
Published: July 2007

Die Katodeneigenschaften und ihr Zusammenhang in Niederdruckentladungen mit Oxidkatoden. Katodenmechanismus und Katodenmodell. Der Einfluß der Emissionseigenschaften auf den Katodenfall, auf die Länge der Katodenräume und vermittels der Katodenseite auf das Plasma der positiven Säule. Axiale Verteilungsuntersuchungen.
Über die Gültigkeit der Fowler‐Nordheim‐Gleichung bei der Feldemission von Mikrospitzen auf ausgedehnten Metalloberflächen
Authors: Jüttner B.
Published: July 2007

The validity of the Fowler‐Nordheim equation is discussed for field emission from protrusions on extended metal surfaces. With the model of a semi‐spheroid on a plane the permeability of the potential barrier is calculated. It is found that the field enhancement factor calculated from the slope of the Fowler‐Nordheim plots is then less than its value on the tip of the protrusion. Furthermore, this slope depends on the field, and it is nearly constant only if the height of the protrusion is above a certain limit.

For a multitude of emitters the resulting slope of the Fowler‐Nordheim plots is calculated. It is found that this slope is determined practically by the site with the highest field enhancement factor.

Finally the influence of gas adsorption is discussed. Patch fields caused by inhomogeneous adsorption, and variation of the adsorption state by secondary processes may have a strong influence on the emission. In this case it is impossible to obtain the values of the field enhancement factor and of the emitting surface from the Fowler‐Nordheim plots in a simple way.
Zur nichtlinearen Theorie der Strahl‐Plasma‐Wechselwirkung III. Vorbereitung der numerischen Rechnungen
Authors: Leven Ronald
Published: July 2007

In order to prepare the system of ordinary differential equations, describing approximately the non‐linear behaviour of a beam‐plasma system, for numerical solution, at first the dispersion relation is analized. In particular it is shown, that in the case of a three component plasma the complex wave number k = kr + iγ can be found without difficulties as a function of frequency ω and the plasma parameters, if the electron densities nb and np are treated as the two dependent quantities.

The expressions on the right hand sides of the differential equations are transformed in such a way, that all complex integrals can be found as functions of one basic integral, tabulated in the literature, not only for negative values of γ (amplification) but also for positive values of γ (evanescence). In this way it will be possible, to describe the behavior of the wave amplitude not only for short distances from the input, where amplification of the wave takes place, but also for larger distances, where nonlinear Landau‐damping may occur.
Wave nature of moving striations in a longitudinal magnetic field
Authors: Sato Masumi
Published: July 2007

Wave nature of stationary moving striations in helium and neon discharges in a uniform longitudinal magnetic field is studied. With the increase of the magnetic field, the frequency of natural striations decreases, while the wave length increases, and they damp out at high field region. Artificial excitations in these gases show that the wave length is proportional to the excitation frequency for given magnetic field and the slope of linear lines increases with the field. These wave nature of striations is explained following the dispersion relation derived from the consideration of waves of ionization and including effects of the magnetic field on the ionization.
Der Katodenmechanismus von Hochdruckbögen
Authors: Neumann W.
Published: July 2007

Es werden in Form einer Übersicht Fragen der Bilanzierung der katodischen Prozesse behandelt. Für den Fall der überwiegend thermisch emittierenden Katode wird gezeigt, daß ohne Anwendung des Prinzips der minimalen Katodenfallspannung eine Lösung der entsprechenden Bilanzgleichung möglich ist. Vereinfachte Berechnungen geben die relative Abhängigkeit der katodischen Kenngrößen untereinander und in Abhängigkeit von den Randbedingungen richtig wieder. Genauere Berechnungen sind unter Hinzuziehung empirischen Materials möglich.

Für eine Katode mit überwiegender Feldemission sind, wie am Beispiel der Quecksilber‐und Kupferkatode gezeigt wird, die theoretischen Grundlagen zur Klärung der katodischen Vorgänge nicht genügend gesichert. Die Vorgänge werden kompliziert durch die Katodenverdampfung, die Katodenfleckbewegung, die hohe Stromdichte und den hohen Druck vor der Katode, die in Verbindung mit der Kleinheit und der nicht kreisförmigen Geometrie des Katodenansatzes experimentelle Untersuchungen erschwert. Unter Zuhilfenahme empirischer Daten gelingt es jedoch, die kathodischen Kenngrößen in ihrer Größenordnung richtig abzuschätzen.
Zur nichtlinearen Theorie der Strahl‐Plasma‐Wechselwirkung IV. Numerische Ergebnisse: Elektronenschwingungen
Authors: Leven Ronald
Published: July 2007

The spatial variations of the electric field E and the electron distribution function fa for the case of beam plasma amplification are computed on the basis of a nonlinear approximation developed in the earlier parts of the present paper [1–3]. The essential results are: With increasing distance x from the point, where the beam enters the plasma, the amplitude Ã1 of the first harmonic increases, reaches a maximum value at some point xm and than decreases monotonically without reaching a further maximum. In the region around xm we find a large increase of the higher harmonics, i.e. increasing nonlinearity, and also an increasing phase velocity, which soon approches the beam velocity.

The non‐oscillating part of the distribution function of the beam electrons deformes, but not so much as the quasilinear theory predicts, so that amplitude settling must be interpreted as a nonlinear but not as a quasilinear effect. The results show a good agreement with some typical experiments on beam plasma interaction.
Kinetische Theorie fremderregter Ionisationswellen in der Edelgas‐Schwachstromsäule. I. Geschwindigkeitsverteilungsfunktion und Bilanzgrößen der Elektronen in laufenden Schichten
Authors: Winkler R.
Published: July 2007

Ausgehend von einer kritischen Diskussion der Näherungen bei der Errechnung der Elektronengeschwindigkeitsverteilungsfunktion (EGV) in der linearisierten Theorie der laufenden Schichten in diffusionsbestimmten Edelgassäulen, wird anhand der korrekten Bestimmungsgleichungen für die Anteile der EGV und bei Verwendung von typischen Kenndaten der p‐Schichten in Neon die Bedeutung der durch die Schicht verursachten räumlichen Inhomogenität in axialer Richtung des Säulenplasmas auf die Ausbildung der Störung des Isotropteiles der EGV in den Schwachstromschichten aufgezeigt. Ferner wird unter strenger Berücksichtigung dieser axialen Inhomogenität die Störung des Isotropteiles der EGV für Schwachstromschichten in Näherung analytisch hergeleitet und der Näherungsberechnung der EGV unter Vernachlässigung dieser Inhomogenität gegenübergestellt. Die aufgezeigte Diskrepanz zwischen der korrekten Berechnung und der bisher in der linearisierten Schichttheorie verwandten Näherung macht insbesondere auch die erneute Ermittlung aller Störungen von durch die Elektronenkomponente bestimmten Bilanzgrößen in der Schichttheorie der Schwachstromsäule erforderlich, deren kinetische Darstellung abschließend hergeleitet wird.
Mikrowellendiagnostik von Instabilitäten des Säulenplasmas Elektronendichte, ‐temperatur und Helligkeitsverlauf in selbsterregten laufenden Schichten einer Wasserstoffentladung
Authors: Schockenhoff F. , Stirand O. , Prinzler H.
Published: July 2007

Microwave methods are used to obtain the periodic variations in time and space of some plasma parameters. The electron density is obtained using a time‐display of the reflection coefficient due to a plasma‐perturbed cavity, and the electron temperature from the noise signal of a Dicke radiometer gated periodically.

Assuming simple one‐dimensional sinusoidal variations of temperature and density, the fundamental convolution integrals relating the appropriate cavity parameters to the plasma properties are solved and formulas are obtained to calculate the real fluctuating quantities. Also in that case where the lenghth of the cavity field region equals the dimension of the variations the correct phase relation between electron temperature and density is obtained.

The method is used for diagnostics of self exited moving striations in hydrogen. The striations (frequency 24 kHz, striation lenghts ∼1 cm) move from cathode to anode and the sequence of the different maxima for an observer in rest is electron density, temperature and light‐emission. The phase shift between density and temperature is about 90 degrees, the appropriate density variation is 10:1 and the temperature variation >2:1.
Zur Mikrowellendiagnostik stromstarker Entladungen mit Skineffekt. Teil II: Bestimmung der Plasmaparameter eines angeströmten Stickstoffbogens bei Atmosphärendruck
Authors: Körnick H. , Süss W. , Prinzler H.
Published: July 2007

Microwave diagnostics of an inhomogeneous, dense, cylindrical plasma column may be used to determine the complex impedance and a mean noise temperature in the range of strong skin effect (theory see part I). This case is realized if the specific d.c. impedance E/I falls below a critical value, e.g. 20 Ω/cm for ω = 1010. It is shown, that for any radial conductivity profile the complex impedance is a function of E/I only.

A formula is derived for calculating the noise temperature of the column as a weighted mean value due to the local plasma temperature and conductivity. In the case of strong skin effect this mean value equals the electron temperature of plasma regions near the boundary of the conducting diameter.

These results in connection with spectroscopical diagnostics are use to determine some plasma parameters of an arc discharge in a streaming nitrogen atmosphere at 760 Torr. The temperature profil was obtained from the intensity of the 3371 Å molecular band and then the conductivity profile was calculated using an energy balance equation.

The results show that even in the 10 A‐case the arc plasma is not in thermal equilibrium, the difference Te—Tg being about 1,500 ºK. This large difference is due to the flow of neutral gas streaming downward the discharge chamber. The length of the discharge (1·3 cm) is not sufficient for the neutral atoms to reach their equilibrium temperature.
Zur Modulation des Wandstromes in der geschichteten positiven Säule der Neon‐Glimmentladung
Authors: Schmidt Martin
Published: July 2007

It is shown, that the wall current of the striated positive column in a neon low pressure glow discharge is modulated with the frequency of the moving striations. There is a phase shift between wall currents of electrons and ions (∼π/2–3/4π), A mass‐spectrometric analysis of the ion currents shows Ne+ and Ne2+ ions, both currents are modulated. The modulation factor of the electron and ion current reaches values near 100% and 50%, repectively. The behaviour of the modulated wall currents may by explained by the potential oscillations in the Langmuir sheath near the wall.
Erzeugende Funktionen für die exakte Lösung kinetischer Gleichungen vom Vlasov‐Typ
Authors: Vojta Günter
Published: July 2007

Kinetic equations of the Vlasov type play a dominant role in the theories of gaseous and semiconductor plasmas (self‐consistent field approximation), in the dynamics of quantum systems with collective interactions (Hartree‐Fock approximation), also of spin systems Weiss molecular field approximation, in the theory of liquids and in astrophysics. Here a new general exact method of solving the linearized Vlasov equation is given in the language of classical plasma theory. This method is based on a series expansion of the distribution function in terms of Hermite polynomials in velocity space. A partial differential equation for the generating function of the time‐dependent expansion coefficients is derived and solved yielding a closed formula for the general term of the series expansion. Thus the problem of solving the kinetic integro‐differential equation is reduced to the more tractable problem of solving a single differential equation, and the mathematical structure of the series expansion becomes very clear. The full equivalence of the solution given with the solution of van Kampen und Case in terms of singular normal modes can be demonstrated.
Die Impedanz der positiven Säule stromschwacher Edelgasentladungen
Authors: Pfau S. , Rutscher A. , Deutsch H.
Published: July 2007

Von der Boltzmann‐Gleichung der Elektronen ausgehend, werden die verschiedenen Prozesse diskutiert, die im Plasma der positiven Säule zur Impedanz beitragen. Der erfaßte Frequenzbereich erstreckt sich von 0 ⃛109 Hz. Die verschiedenen Arten der Ionisierung (Direkt‐oder Stufenionisation) sowie die Trägheitseigenschaften der Elektronen beeinflussen den Verlauf der Impedanz‐Ortskurven und das elektrische Ersatzschaltbild der positiven Säule in charakteristischer Weise. Die in den Edelgasen Helium, Neon und Argon ausgeführten Experimente zeigen unter vergleichbaren Bedingungen alle einen sehr ähnlichen Verlauf der Impedanzkurven und bestätigen die aus der Theorie erhaltenen Ergebnisse.
Verstärkung von Ionen‐Plasmawellen durch Strahl‐Plasma‐Wechselwirkung
Authors: Leven Ronald
Published: July 2007

The amplification of low frequency electrostatic waves as the result of beam plasma interaction is considered. In order to find the dependence of the growtherate from frequency and the plasma parameters the dispersion equation has been solved numerically for some given values of ion and electron temperatures and the drift velocity of the electrons. The results show positive growthrates (amplification) in the whole frequency range < ω ≲ ωi is the corresponding ion plasma frequency.

The growthrates are large for low temperatures and decrease with rising temperatures and decreasing drift velocity. The phase velocity increases with rising temperatures.
Zerstörung und Erzeugung von Feldemittern auf ausgedehnten Metalloberflächen
Authors: Jüttner B. , Rohrbeck W. , Wolff H.
Published: July 2007

Feldelektronenemission von Mikrospitzen auf ausgedehnten Metalloberflächen wurde im UHV mit Hilfe direkter Strommessungen und durch Emissionsmikroskopie untersucht. Weiterhin wurden Impulsentladungen im Subnanosekundengebiet durchgeführt und deren Einfluß auf die Feldemitter untersucht. Es wurde gefunden, daß Mikrospitzen aus dem Metalldampf entstehen, der in vorhergehenden Vakuumentladungen freigesetzt wird. Die Emissions‐mikroskopie zeigte, daß die Spitzen eine kristalline Struktur haben. Vakuumdurchschläge zerstören vorhandene Emitter und erzeugen zugleich neue. Durch Reduktion der Impuls‐länge unterhalb eines kritischen Wertes ist es bei Impulsentladungen möglich, die Erzeugung neuer Emitter zu verhindern. Dieser kritische Wert ist sehr scharf definiert. Bei hinreichender Überspannung ist er < 1 nsec.
Über Messungen mit Thermoelementen an Mitteldruckentladungen
Authors: Hayess E. , Wojaczek K.
Published: July 2007

Bei der Ermittlung der Gastemperatur in Mitteldruckentladungen aus Messungen mit Thermoelementen sind Temperaturkorrekturen zu berücksichtigen, die der durch das Thermo‐element hervorgerufenen Störung der Temperaturverteilung Rechnung tragen. Diese Temperaturkorrekturen werden rechnerisch abgeschätzt und durch Messungen in Rohrwandnähe und in Rohrmitte überprüft.
Zustandsgleichung und Ionisationsgleichgewicht des Wasserstoffplasmas
Authors: Ebeling W. , Kelbg G. , Sändig R.
Published: July 2007

A recently developed quantum‐statistical theory of low‐density plasmas is extended and applied to hydrogen plasmas in thermal equilibrium. The theory is shown to be a generalization of the formulae by Abé, DeWitt, Vedenov and Larkin. Numerical and graphical representations of various characteristic plasma parameters, the equation of state, the degree of ionization and the lowering of the ionization energy are given. In the last part of the paper the formation of hydrogen molecules is semi‐quantitatively taken into account.
Untersuchungen der Konzentration angeregter Atome in stromschwachen Neon‐Niederdruckentladungen. I. Oszillatorenzahlen und Elektronenstoßkoeffizienten der Anregung und Vernichtung der s‐Niveaus
Authors: Behnke Jürgen
Published: July 2007

Es wurden Konzentrationen angeregter Atome der 2 s‐Niveaus (Paschen‐Nomenklatur) und ihrer radialen Verteilungen in stromschwachen Neonniederdruckentladungen gemessen. Zur Überprüfung der Ähnlichkeitsbeziehungen ist der Entladungsstrom von i/r0 = 10−4 A cm−1 bis i/r0 = 10−2 A cm−1 und der Gasdruck p0 und der Rohrradius r0 so variiert worden, daß sich verschiedene r0p0‐Werte von 1,4 Torr cm bis 7 Torr cm ergaben. Mit Hilfe der aus der Boltz‐Mann‐Gleichung berechneten Energieverteilungen der Elektronen und ihrer Transport‐koeffizienten konnten über die Bilanzgleichungen der angeregten Atome mittels der Methode der Anpassung an experimentellen Werten unter extremen Entladungsbedingungen (i/r0. ∼ 10−4 bzw. i/r0 ∼ 10−2 Acm−1) die Stoßkoeffizienten der Anregung und Vernichtung der 2s‐Niveaus durch Elektronenstoß in Abhängigkeit der reduzierten elektrischen Feldstärke E/p0 als die die Energieverteilung der Elektronen bestimmende Größe ermittelt worden. Die Stoßkoeffizienten der Anregung sind in einem weiten E/p0‐Bereich proportional dem Stoßkoeffizienten der Gesamtanregung (berechnet nach dem Maier‐Leibnitz‐Querschnitt). Die Proportionalitätskoeffizienten und die Stoßkoeffizienten der Vernichtung der 2s‐Niveaus durch Stufenprozesse werden angegeben. Die Radialverteilung der Angeregten weicht erheblich von der Standardverteilung der Bessel‐Funktion ab. Die Radialverteilungen und Konzentrationen der metastabilen Atome ordnen sich den Ähnlichkeitsbeziehungen ein, die entsprechenden Größen der Resonanzatome nicht.
Gasaufheizung und Energiebilanz einer stationären hochfrequenten Ringentladung in Edelgasen
Authors: Eidmann Klaus
Published: July 2007

Gasheating and Energy Balance of a Stationary High Frequency Ring Discharge in Rare Gases

The energy balance of an inductively coupled high frequency (28,5 Mhz) discharge in a cylindrical vessel (11,2 cm diam.) in Ne, Ar, Kr, Xe at pressures between 0,1 and 10 Torr and at power inputs between 10 and 1000 W is investigated. The heat power transferred to the neutral gas in the stationary discharge is determined from the time behaviour of the neutral gas pressure in the afterglow period. The power measurements are completed by probe measurements of the electron density and energy distribution function.

The measured electron energy distribution functions are maxwellian with a slight deficit electrons in the energy range of inelastic collisions. The electron temperatures show a rather low radial space dependence which can be explained on the basis of the local energy, balance by thermal conduction in the electron gas. The measured gas heating power is within the experimental error (factor 2) in agreement with calculations from the measured electron temperature and density under the assumption that the gas is heated by elastic electron‐atom‐collision only. A discussion of the energy balance for the total discharge indicates volume recombination losses of the ions which increase the density of the excited atoms and hence the energy losses by stepwise exitations.
Dispersion in beam‐plasma systems: II. External magnetic field
Authors: Verheest Frank
Published: July 2007

A treatment is given of linear waves in an homogeneous and infinite beam‐plasma system in the presence of a uniform external magnetic field. A scalar pressure hypothesis is used to close the set of equations and enables the explicit derivation of the general dispersion formula. We emphasize the conclusion that even with scalar pressures the dispersion relation shows a general coupling between all waves present in the system. This coupling is due, in principal, more to the external magnetic field than to the presence of stream velocities, because part of that coupling disappears if and only if the external magnetic field vanishes or parallels the wavevector.
Zum Halleffekt in der Elektrodynamik turbulent bewegter leitender Medien
Authors: Helmis G.
Published: July 2007

Für ein turbulent bewegtes leitendes Medium wird unter Berücksichtigung des Halleffektes eine Verallgemeinerung des Ohmschen Gesetzes für die mittleren Felder angegeben. Die Turbulenz wird als homogen, isotrop und spiegelsymmetrisch vorausgesetzt. Für beliebige elektrische Leitfähigkeiten und beliebige Hallparameter werden unter Voraussetzung kleiner Turbulenzgeschwindigkeiten und schwach vom Ort abhängiger elektromagnetischer Felder exakte Beziehungen hergeleitet. Ausdrücke für eine effektive Leitfähigkeit und einen effektiven Hallparameter werden für einen speziellen Fall berechnet. Allgemein ergibt sich, daß mit wachsendem Hallparameter die turbulenzbedingten Effekte geringer werden; der Einfluß des Halleffektes fällt aber mit wachsender elektrischer Leitfähigkeit.
Geschwindigkeitsverteilung, Teilchendichte, transversale Driftgeschwindigkeit und Energiedichte des Neutralgases in der Freifallsäule unter Berücksichtigung der „Neutralgasaufzehrung”︁ durch die Ionisationsvorgänge
Authors: Valentini H.‐B.
Published: July 2007

A neutral gas rarefaction caused by ionization processes occurs in the plasma of the low pressure gas discharges. The velocity distributions, the particle density, the transversal drift velocity and the energy density of the neutral gas are calculated both for the plane and for the cylindrical positive column under free fall conditions. The neutral gas rarefaction is taken into account.

It is shown, that the velocity distributions is non‐Maxwellian and anisotropic. The pressure tensor is anisotropic, too. Particle density and energy density of neutral gas decrease with increasing electron density and electron temperature relatively homogeneously over the cross section of the column. Only, if the degree of ionization is high, these densities are much smaller near the axis than at the wall. Decreasing neutral gas temperature causes a similar change in the particle density profile as increasing electron density and electron temperature do. The transverse neutral gas pressure decreases from the axis to the wall in all cases. In the steady‐state column an upper limit exists for the transverse particle current density of the neutral gas and of the ion gas. This limit depends on the gas temperature, the filling pressure and the atomic mass of the filling gas.

In the appendix the Boltzmann equation is given in a form, which is suitable to investigate cylindrical problems not only for simple examples.
Mittlere Energie, Beweglichkeit und Atom‐Bremsstrahlung der Elektronen in mittelschwach ionisierten nichtisothermen Plasmen
Authors: Wojaczek Kral
Published: July 2007

Ein von Kagan und Mitarbeitern angegebenes Näherungsverfahren zur Berechnung plasmakinetischer Kenngrößen im Übergangsbereich zwischen vernachlässigbarer und dominierender Elektronenwechselwirkung wird präzisiert. Für die Fälle energieproportionalen und konstanten Transportquerschnittes werden die funktionellen Abhängigkeiten der Kenngrößen von der Elektronentemperatur und dem Ionisationsgrad angegeben. Die gewonnenen Daten haben insbesondere für die Bilanzierung und Diagnostizierung stromschwacher Mitteldruck‐Entladungssäulen Bedeutung.
Untersuchungen zur Lage des Raumpotentials in der 2. Ableitung der Sondencharakteristik mit Hilfe von Glühsonden
Authors: Herrmann D. , Klagge S.
Published: July 2007

Nach einem verbesserten Nullstromverfahren wird mit Hilfe von Glühsonden das Raum‐potential in der positiven Säule von He‐ und Ne‐Niederdruckentladungen gemessen. Daneben werden mit einer elektronischen Anlage die 2. Ableitungen der Kennlinien von kalten und erhitzten Sonden aufgezeichnet.

Wenn die Sondenspannung die Ionisierungsspannung des verwendeten Gases erreicht, können die von der Glühsonde emittierten Elektronen zusätzlich Ionen produzieren, so daß beim Ionisierungspotential ein weiteres Minimum in der zweiten Ableitung auftritt, dessen Lage ebenfalls das Raumpotential zu bestimmen gestattet.

Beide Meßverfahren liefern übereinstimmend, daß das Raumpotential mit dem Nulldurchgang der zweiten Ableitung zusammenfällt.

Es zeigte sich, daß die Oberflächenbeschaffenheit der Sonde den Verlauf der 2. Ableitung im Bereich des Raumpotentials wesentlich mitbestimmt.
Zur Berechnung des α‐Effektes unter Berücksichtigung der Gyrationsbewegung der Elektronen und Ionen
Authors: Helmis G.
Published: July 2007

Der α‐Effekt wird für ein elektrisch leitendes Medium berechnet, das ein homogenes, isotropes nicht‐spiegelsymmetrisches stochastisches Geschwindigkeitsfeld besitzt und dessen elektrische Eigenschaften neben einem Elektronen‐Halleffekt durch einen Ionen‐Halleffekt bestimmt werden. Die Gyrationsbewegung der Ionen kann sowohl zu einer Vergrößerung als auch zu einer Verminderung des α‐Effektes gegenüber dem Fall führen, in dem nur die Gyrationsbewegung der Elektronen eine Rolle spielt. Für sehr große elektrische Leitfähigkeiten ist der Halleffekt ohne Einfluß.
Die massenspektrometrische Messung der Gasentmischung mit Hilfe der ambipolaren Effusion in Neon‐Krypton Gemischen
Authors: Schrade F.
Published: July 2007

Nach der Beschreibung der experimentellen Anordnung wird der Anwendungsbereich der Effusionsmethode für Entmischungsmessungen angegeben. Die Meßmethode ist auf kleine Entladungsdrucke ∼1 Torr und kleine Stromstärken ∼ 10 mA begrenzt. Es werden die gemessenen Ionenstromverhältnisse mit Werten verglichen, die auf der Grundlage der Diffusions‐theorie der positiven Säule berechnet wurden und die eine befriedigende Übereinstimmung ergeben. Abschließend werden die gemessenen Entmischungsgrade mit berechneten verglichen, und es wird ein direkter Beweis für den angenommenen Entmischungsvorgang geliefert. Gemessen wurde in Gemischen von Ne + 0,1 …︁ 1% Kr bei Drücken von 0,6 …︁ 1,4 Torr und Strömen von 10…︁30 mA.