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Löschung der Resonanzfluoreszenz durch Fremdgase an Cd‐Atomen
Authors: Krysmanski Kurt‐Herbert , Bredel Eberhard , Böttcher Gertraude 
Published: July 2007

AbstractMit der beschriebenen Anordnung wurde die Löschung der Resonanzfluoreszenz der Cd‐Linie 326 nm durch die Gase Ne, Ar und N2 untersucht. Für Ne und Ar liegt die Löschung unter der Nachweisgrenze. Für N2 erweisen sich die Löschquerschnitte als sehr stark temperatur‐abhängig. Im Bereich von 603 ºK bis 853 ºK steigt der Löschquerschnitt von 2.5 · 10−17 cm2 auf 3,0 · 10−16 cm2 (± 15%). Der Fremdgasdruck mußte für die quantitative Auswertung auf den Druckbereich von 5 bis 25 Torr beschränkt werden. Die untere Grenze ist durch das nicht völlig geschlossene Resonanzgefäß bedingt, die obere durch Linienverbreiterungseffekte.
Anfachung und Dämpfung von Ionisationswellen in MHD‐Kanälen und ihr Einfluß auf die effektive elektrische Leitfähigkeit, den effektiven Hall‐Parameter und die mittlere Elektronentemperatur
Authors: Valentini H.‐B. 
Published: July 2007

AbstractThe phase velocity, the amplification rate and the critical Hall parameter are theoretically determined for ionization waves in a weakly ionized plasma streaming across a strong external magnetic field and bearing a current flowing perpendicular to both the magnetic field and the stream velocity. The investigations hold for seeded rare gases at any degree of seed ionization. The critical Hall parameter βc depends on the degree of ionization, the ionization energy and the temperatures of electron gas T0 and neutral gas Tg · βc is always greater than one, if 0 < T0 — Tg ≪ T0 holds. The three‐dimensional treatment indicates the existence of waves with a nonvanishing wave vector component in the direction of the magnetic field.The influence of ionization waves on mean current density, mean Hall field intensity and mean electron temperature is determined up to second order terms in the relative fluctuations of the electron temperature. The amplification of ionization waves reduces the effective electric conductivity, the effective Hall parameter and the mean electron temperature compared to the undisturbed state. Similar results are also obtained for steady state homogeneous isotropic turbulence and a special case of axially symmetric turbulence. Furthermore, a component of the electric field in direction or in opposite direction to the magnetic field vector may be generated by non isotropic and non homogeneous turbulence.
Untersuchung der positiven Säule der Neonentladung bei mittleren Gasdrücken Teil IV
Authors: Golubowsky Ju. B. , Kagan Ju. M. , Ljagustschenko R. J. , Michel P. 
Published: July 2007

AbstractEs werden die inneren Entladungsparameter (ne, Te, E/p0) der positiven Säule einer Neonentladung bei mittleren Gasdrücken unter Berücksichtigung sowohl einer Abweichung der Energieverteilungsfunktion der Elektronen von einer Maxwell‐Verteilung als auch radiale Inhomogenitäten der Gasdichte und Elektronentemperatur errechnet. Die berechneten Parameter werden mit experimentellen Daten verglichen.
Ionisationswellen in der Argon‐Mitteldrucksäule
Authors: Venzke Dieter 
Published: July 2007

AbstractEs wird ein Überblick über das Verhalten der Ionisationswellen in der Argon‐Mitteldrucksäule im Bereich der oberen Selbsterregungsgrenze gegeben. Dispersion und Amplifikation wurden bei künstlicher Anregung von Ionisationswellen kleiner Amplitude bestimmt. Wie durch Untersuchungen bei sehr unterschiedlichen Rohrradien gezeigt werden konnte, verhalten sich unter ähnlichen Entladungsbedingungen auch die Ionisationswellen im wesent‐lichen entsprechend den Ähnlichkeitsgesetzen. Die gewonnenen Daten werden im Rahmen vereinfachter theoretischer Ansätze zu ersten Rückschlüssen auf die mittlere Trägerlebensdauer in der kontrahierten Säule ausgenutzt.
Eine Methode zur Bestimmung der Viskosität eines Plasmas bei Atmosphärendruck
Authors: Rother Wolfgang 
Published: July 2007

AbstractIn this paper a simple method is described to measure the viscosity of a plasma at atmospheric pressure: If spheres move through a cylindrical plasma perpendicular to the axis they undergo a deflection from which the resistance coefficient can be calculated. Measuring too the dynamic pressure and the temperature and knowing the resistance coefficient as function of the Reynolds number the viscosity can be computed. As an example the measurement of the viscosity of a nitrogen plasma is reported.
Untersuchungen über die thermische Belastbarkeit und die Form von Düsen zur Führung von Hochstromplasmen
Authors: Kranz Erich 
Published: July 2007

AbstractFür Argon als Entladungsgas warden aus den elektrischen Lichtbogendaten die elektrischen und thermischen Belastungsgrenzen von Düsen zur Führung und Einschnürung von Hochstromplasmen berechnet und experimentell bestimmt. Aus den Lichtbogencharakteristiken ergibt sich die elektrische Feldstärke in Düsen und daraus die maximale Düsenlänge als Funktion des Düsendurchmessers und der Stromstärke. Aus der in der Düse umgesetzten Lichtbogenleistung ergibt sich die Leistungsdichte an der Düseninnenwand. Bei bekannten Materialfunktionen des Düsenwerkstoffes ergibt sich daraus die von der Düse aufnehmbare Leistung und die notwendige Düsenwandstärke. Daraus ergeben sich die notwendigen Kühlwassermengen und Strömungsgeschwindigkeiten.Die experimentelle Prüfung ergibt bei bestmöglicher Düsenkühlung für Argonlichtbögen als Relation zwischen minimalem Düsendurchmesser und Stromstärke d [cm] = 10−3 I [A]. Mit überlagerter Gasströmung werden Werte bis d [cm] = 2 · 10−3 I [A] erreicht. Die erreichbaren Stromdichten betragen für Lichtbögen ohne überlagerter Gasströmung bis 6 · 103 A cm−2, mit Plasmaströmung bis 6 · 104 A cm−2. Aus den Untersuchungsergebnissen resultieren neuartige Düsenausführungen für plasmatechnologische Zwecke.
Über die Wandverluste an ähnlichen positiven Säulen der Neon‐Niederdruck‐Glimmentladung
Authors: Schmidt Martin 
Published: July 2007

AbstractIn positive columns of neon low pressure glow discharges ion wall current densities are measured by sampling the ions through a small hole in the wall of the discharge tube. The results are compared for different discharge conditions and agree with the predictions of the B‐invariant similarity rules given by Rutscher et al. The values of the wall current densities are compared with theoretical wall losses calculated from the charge carrier balance of neon low pressure column in low current region.
Radiale Änderungen der Energieverteilungsfunktion der Elektronen im Plasma der positiven Säule elektrischer Entladungen
Authors: Herrmann D. , Rutscher A. , Pfau S. 
Published: July 2007

AbstractIn the low‐current positive column measurements of the electron energy distribution function show considerable changes in radial direction. At any point of the positive column of the Ne‐discharge under investigation it is possible to approximate the energy distribution function by the Druyvesteyn‐standard form. For the case of standard energy distribution functions a theory of positive column is developed which takes into account radial changes of electron temperature. Formulae for the calculation of radial behaviour of electron temperature, space potential, and radial electric field strength are given and compared with experimental results.
Experimentelle Untersuchungen der radialen Abhängigkeit der Geschwindigkeitsverteilungsfunktionen der Elektronen im Plasma der positiven Säule
Authors: Herrmann Diethard 
Published: July 2007

AbstractDurch Sondenmessungen wurde die radiale Abhängigkeit der Geschwindigkeitsverteilungsfunktion der Elektronen in der positiven Säule der Niederdruckentladung in Neon gemessen. Es sind drei verschiedene Rohrweiten (Radius 10,03; 15,35; 29,4 mm) untersucht worden. Die Stromstärken variierten zwischen 0,5 und 30 mA und die Drücke zwischen 0,6 und 2,4 Torr. Es wurde eine starke radiale Abhängigkeit der Energieverteilungsfunktion nachgewiesen.
Untersuchung der positiven Säule einer Neonentladung bei mittleren Gasdrucken Teil V
Authors: Golubowski Ju. B. , Kagan Ju. M. , Michel P. 
Published: July 2007

AbstractIn der vorliegenden Arbeit werden die gemessenen und nach der Theorie der positiven Säule berechneten radialen Profile der Elektronenkonzentration, der Elektronentemperatur und der Strahlungsintensität von Spektrallinien in der positiven Neonsäule bei mittleren Gasdrucken einander gegenübergestellt.
Geschwindigkeitsverteilungsfunktion und Bilanzgrößen der Elektronen bei mittleren Ionisierungsgraden in Argon unter homogenen stationären Bedingungen
Authors: Winkler R. , Wilhelm J. 
Published: July 2007

AbstractDie aus einer kombinierten Boltzmann‐ und Fokker‐Planck‐Gleichung zur Beschreibung elastischer, anregender und Coulombscher‐Wechselwirkung durch Legendre‐Polynom‐Entwicklung hervorgehende Integro‐Differential‐Differenzengleichung für den Isotropteil der Geschwindigkeitsverteilungsfunktion wird numerisch für ein homogenes, stationäres Argon‐Plasma für einen weiten Bereich sowohl des auf Neutralgasdruck bezogenen elektrischen Feldes als auch des Ionisierungsgrades mit Hilfe eines Iterationsverfahrens gelöst. Neben der Ermittlung der Isotropverteilungen werden gleichzeitig die mittlere kinetische Energie, der Diffusionskoeffizient, die Beweglichkeit, die Transportstoßfrequenz, die Stoßfrequenz für die Anregung der Neutralatome aus dem Grundzustand und für die Stufenionisation der angeregten Argon‐Atome, sowie die Energieverluste der Elektronen bei elastischen und anregenden Stößen berechnet und diskutiert.
Über die Plasmazusammensetzung in Quecksilberhochdrucklampen mit Zusätzen von Natrium‐, Thallium‐ und Indiumjodid
Authors: Funk W. , Hartel G. , Kloss H.‐G. 
Published: July 2007

AbstractEs wird ein Verfahren zur Berechnung der Zusammensetzung komplizierter thermischer Mischplasmen beschrieben. Am Beispiel einer Metallhalogendampflampe werden die benötigten Ausgangsdaten zusammengestellt, die Plasmazusammensetzung als Funktion der Temperatur und die radialen Konzentrationsverteilungen berechnet und die Ergebnisse diskutiert.
Kinetische Theorie fremderregter Ionisationswellen in der Edelgas‐Schwachstromsäule. II. Die Geschwindigkeitsverteilungsfunktion der Elektronen für p‐Schichten in Neon im Vergleich zur quasihomogenen Näherung
Authors: Winkler R. 
Published: July 2007

AbstractAusgehend von der in [1] gegebenen Konzeption zur Beschreibung der Elektronengeschwindigkeitsverteilungsfunktion (EGV) in fremderregten Ionisationswellen der Edelgas‐Schwachstromsäule werden das beschreibende Differentialgleichungssystem für die EGV‐Anteile hergeleitet und die allgemeine Lösungsstruktur sowie die Randbedingungen diskutiert. Unter Ausnutzung spezieller Eigenschaften der in [1] für Neon gewonnenen analytischen Näherungslösung für die EGV wird ein numerisches Integrationsverfahren beschrieben, welches die Errechnung der EGV‐Anteile unter Wahrung der Randbedingungen gestattet. Nach dieser Berechnungsmethode erfolgt dann die Ermittlung der EGV‐Anteile für p‐Schichten in Neon und die gleichzeitige Bestimmung der zugeordneten quasihomogenen Näherung für die EGV‐Anteile. Der Vergleich beider Ergebnisse belegt quantitativ die großen Diskrepanzen zwischen korrekter Beschreibung und quasihomogener Näherung und bestätigt somit die starke Einflußnahme insbesondere der periodischen axialen Schichtinhomogenität auf die Elektronen‐kinetik in den Ionisationswellen der Schwachstromsäule. Abschließend wird die strukturelle Änderung der Energieverteilung in p‐Schichten beim Durchlaufen einer Schicht angegeben, welche in guter qualitativer Übereinstimmung mit der in [2] unter ähnlichen Bedingungen experimentell bestimmten Strukturänderung der Energieverteilung ist.
Zündspannung und normaler Katodenfall der Glimmentladung für Edelgase und reine Molybdänkatoden
Authors: Pech P. 
Published: July 2007

AbstractBreakdown voltage near PASCHEN‐minimum and normal cathode fall of the glow discharge were calculated for inert gases and molybdenum cathodes on the basis of a simple theory. The method used was similar to TAKEISHI's one. The calculated breakdown voltages are in good agreement with measured values, if back scattering of the yi ‐electrons and the distance which electrons travel from the cathode without ionization is taken into account. In the case of the normal cathode fall the values calculated with the same assumptions for inert gases and molybdenum cathodes are much higher (up to 50%) than the well known experimental values. It was concluded, that the yi‐process in the glow discharge ist not the only important one. Comparing the calculated and experimental values of the normal cathode fall we obtain the result, that photons and/or ions from the glow release about 40–60% of all electrons at the cathode.
Untersuchungen zum Existenzbereich einer BOLTZMANN‐Verteilung im Argonbogenplasma
Authors: Neumann W. 
Published: July 2007

AbstractUsing as plasma source a wall stabilized argon arc working within a restricted parameter range (inner tube diameter = 7 mm, pressure = 30–120 Torr, current = 5‐20 A)) the existence of a Boltzmann equilibrium between spectral energy levels is checked by comparing measured occupation number densities of higher excited levels (Nm, exp) with the corresponding number densities calculated under the assumption of Boltzmann equilibrium (Nm, calc). The methods for determination of the quantities Nm, exp' Tg (2300–5405°K), Te (7170–9950°K) and Ne (0.33 – 2.4 × 1015 cm−3) needed for this comparison are described. It can be shown within the limit of experimental error that a Boltzmann equilibrium exists at least for electron densities of Ne > 3 · 1014 cm−3. The problem of energy balance of that type of arcs used in these experiments is discussed.
Zum Verhalten impulsgestörter Gleichstromentladungen
Authors: Deutsch H. 
Published: July 2007

AbstractAuf der Grundlage einer linearen Theorie wird das Übergangsverhalten der positiven Säule, insbesondere die Anderung des Gradienten und der Elektronenkonzentration bei impulsförmigen Stromänderungen mit verschiedenen Anstiegszeiten untersucht und einigen experimentell gewonnenen Ergebnissen gegenübergestellt. Die Diskussion der Ergebnisse erfolgt in Verbindung mit dem Impedanzverhalten der Entladung. Für das Übergangsverhalten wird die Berechnung einer charakteristischen Zeitkonstanten durchgeführt.
Zur Frage der Nebenbedingungen für die BOLTZMANN‐Gleichung
Authors: Růžička T. , Rohlena K. 
Published: July 2007

AbstractDas System (2) ergibt (1) als eine Lösung der Gl. (3) nur, wenn die Funktionen fa die Randbedingungen im Geschwindigkeitsraum erfüllen. In dem betrachteten eindimensionalen Fall ist die nichttriviale Lösung der Boltzmann‐Gleichung nur durch die Feldstörung bedingt. Bei Beibehaltung der mit der exakten Boltzmann‐Gleichung konsistenten Bilanzgleichung ist die Dichtestörung proportional der Feldstörung.
Untersuchungen von Einstellprozessen in der positiven Säule von Edelgasentladungen
Authors: Deutsch H. 
Published: July 2007

AbstractAuf der Grundlage einer linearen Theorie wird das Übergangsverhalten der positiven Säule, insbesondere die Änderung des Gradienten und der Elektronenkonzentration bei impulsförmigen Stromänderungen in He‐ und Ne‐Entladungen untersucht und einigen experimentell gewonnenen Ergebnissen gegenübergestellt. Es zeigt sich, daß die positive Säule bei höheren Drücken bzw. Strömen auf eine impulsförmige Stromänderung mit schwingungsförmigen Änderungen des Gradienten reagiert. Auf einen Zusammenhang zwischen diesen schwingungsförmigen Änderungen des Gradienten und den Ionisationswellen wird hingewiesen.
Dispersion in beam‐plasma systems: III. Magnetic field induced pressure anisotropies
Authors: Verheest Frank 
Published: July 2007

AbstractA treatment is given of linear waves in an homogeneous beam‐plasma system in the presence of an external magnetic field. The pressure anisotropies generated by the magnetic field are also taken into account. The most general dispersion formula is then derived, using a low‐temperature closure condition. The result is a coupling between all plasma waves, due to three causes: the external magnetic field, the pressure anisotropies and the beam velocities. Each of these phenomena can cause a coupling. Taken together, the coupling is intricate and complete. The only simplification comes from wave‐vectors parallel to the zero‐order magnetic field; then the waves are modified longitudinal and transverse waves.
The mutual transformation of magnetoacoustic waves in plane inhomogeneous systems
Authors: Deutsch R. V. , Zoler D. 
Published: July 2007

AbstractIn this paper an approach is given to the generation of slow magnetoacoustic waves by fast ones and vice versa and to the reflection of magnetoacoustic waves at plasma and magnetic field inhomogeneities. The cases of very strong and very weak fields as well as the case when the Alfvén velocity is of the order of the sound velocity are closely investigated. General conclusions are drawn on the mutual transformation of magnetoacoustic waves.
Moving striations in tapered discharge tube
Authors: Sato Masumi 
Published: July 2007

AbstractMoving striations in the tapered tube with smoothly changing radius are studied experimentally. The frequency depends on local tube radius by nature and increases toward the narrow end of the tube, independent of direction and magnitude of the discharge current. Radius‐frequency versus radius‐pressure is compatible with the similarity law for striations in cylindrical tubes. When there appears synchronization, the frequency becomes apparently constant throughout the tube column. The wavelength shows different dependences on radius without and with the synchronization. An important role is played by the feedback through an electric circuit. Also, direction and magnitude of the current have influence on the phenomena. Steady states in the tubes are compared with those in cylindrical tubes. An attempt is made to explain the observed synchronizations and then the remarkable discrepancies between the previous experiments can be eliminated.
Untersuchungen zum Impedanzverhalten der positiven Säule in Edelgasgemischen
Authors: Deutsch H. , Pfau S. 
Published: July 2007

AbstractAusgehend von den Bilanzgleichungen der positiven Säule wird unter Voraussetzung einer quasistationären Näherung der Energieverteilungsfunktion der Elektronen das Impedanzverhalten der positiven Säule in Penning‐Gemischen für kleine Störungen berechnet und experimentell gewonnenen Werten gegenübergestellt. Angaben über den Ersatzstromkreis für das Impedanzverhalten der positiven Säule in Penning‐Gasgemischen ergänzen die Untersuchungen zum dynamischen Verhalten der Säule.
Ladungsträgerdichte, Neutralgasdichte, elektrisches Potential und Elektronentemperatur in der zylindrischen Diffusionssäule unter Berücksichtigung des Elektronendruckes
Authors: Valentini H.‐B. 
Published: July 2007

AbstractThe profiles of charged particle density, neutral gas density, charged particle generation and the electron temperature itself are calculated in the cylindrical positive column under diffusion conditions. The electron pressure is taken into account.The nonlinear differential equations for the charged particle density and the neutral gas density are solved by means of relatively well konverging power series. Inside the column the neutral gas partial pressure decreases with increasing electron partial pressure. Thereby, the profiles for charged particle density and electrical potential are flattened near the axis and fall more rapidly near the wall, and the electron temperature increases. The electron pressure increases with rising electric power input into the column.The necessary condition for the existence of a steady‐state low pressure discharge with high current densities is investigated shortly.
Zur Kinetik des CO2‐Impulsgaslasers
Authors: Gündel H. 
Published: July 2007

AbstractFür ein CO2‐Impulsgaslaserplasma (He + N2 + CO2) wird ein System nichtstationärer gekoppelter Bilanzgleichungen aufgestellt und unter Zugrundelegung überschaubarer Modellvorstellungen auf der Basis bekannter Stoßquerschnitte gelöst. Dadurch wird es möglich, den Einfluß von Zusammensetzung und Gesamtdruck des Lasermediums, der elektrischen Parameter des Entladungskreises sowie der Resonatoreigenschaften auf Wirkungsgrad, Energie und Leistung des Laserpulses rechnerisch zu erfassen. Gleichzeitig wird ein Modell der kontrahierten Impulsentladung begründet und diskutiert. Ein Vergleich zwischen diesen Rechnungen und Messungen anderer Autoren zeigt befriedigende Ergebnisse.
Theory of Parametric Instabilities and Harmonic Generation in Tonks‐Dattner Resonances
Authors: Wolschke S. 
Published: July 2007

AbstractOnedimensional fluid theory of Tonks‐Dattner resonances in inhomogeneous, bounded plasmas is extended to stronger exciting electric fields. The relation of parametric instabilities and harmonic generation with Tonks‐Dattner resonances will be worked out in a more direct way than in previous work. Electric field thresholds and growth rates for parametric instabilities will be obtained from theory of homogeneous Mathieu equation. Stationary excitation at the driving frequency and its harmonics follows from a particular solution of an inhomogeneous Mathieu equation.
Experimentelle Ergebnisse über das zeitliche Abklingen der Linienstrahlung in Nachleuchtplasmen der Edelgasmitteldruckentladungen
Authors: Michel P. 
Published: July 2007

AbstractEs wird das zeitliche Abklingen der Linienstrahlung in gepulsten He‐, Ne‐ und Ar‐Mitteldruckentladungen in Abhängigkeit vom Gasdruck und Entladungsstrom untersucht. In den Ne‐ und Ar‐Nachleuchtplasmen kontrolliert die dissoziative Rekombination das Abklingen der Linienstrahlung. Eine Analyse des zeitlichen Verlaufs der Abklingkurven in den späteren Phasen des Nachleuchtens gestattet es, den Koeffizienten der dissoziativen Rekombination zu ermitteln. Es konnte eine zufriedenstellende Übereinstimmung zwischen unseren Werten und den in der Literatur auf anderem Wege erhaltenen festgestellt werden.
Über den Aufbau schneller diffuser Impulsentladungen
Authors: Gündel H. 
Published: July 2007

AbstractFür Impulsgaslaserentladungen wird ein Ausdruck hergeleitet, der es gestattet, den zeitlichen Aufbau des lasernden Plasmas in Abhängigkeit von den Parametern des äußeren Kreises und den Eigenschaften der Funkenstrecke zu berechnen.
Theorie der Strom‐Spannungs‐Kennlinien von Quecksilberdampf‐Glimmentladungen im Bereich des Nahdurchschlages
Authors: Stamer J.‐H. 
Published: July 2007

AbstractBased on the elementary processes in the cathode fall of a glow discharge below the Paschen minimum the current‐voltage‐characteristic is calculated, at first under extensive simplifications and then exactly. It shows that the negative glow is of an essential importance. The influence of the negative glow on the cathode fall is examined and it is taken into consideration for the calculation of the current voltage‐characteristic. Further it is considered that the α‐ionization coefficient in the cathode fall is not constant, but depends at a high degree on the shape of the potential.
Der Einfluß eines lokalen transversalen Magnetfeldes auf die Korrelationseigenschaften der Wechsellichtemission aus Argon‐Niederdruck‐Schwachstrom‐Entladungen
Authors: Ose E. , Rothhardt L. 
Published: July 2007

AbstractEs wird über Korrelationsuntersuchungen der Wechsellichtemission aus Argon‐Niederdruck‐Schwachstrom‐Entladungen unter dem Einfluß eines lokalen transversalen Magnetfeldes berichtet. Hierzu wurde ein ‘Eigenbau‐Kleinstrechner’ für den bedingten Mittelwert benutzt, der direkte Aussagen über räumliche Korrelation liefert. Es zeigt sich, daß mit anwachsendem Feld zunächst eine Unterdrückung selbsterregter laufender Schichten erfolgt, aber stoachastische Störungen zu beobachten sind, die bei einem kritischen Wert der magnetischen Induktion eine gegenüber dem Rohrdurchmesser sehr kleine Korrelationslänge mit nahezu aperiodisch in axialer Richtung abklingender Korrelation aufweisen. Bei stärkeren Feldern kommt es zur verstärkten Anregung dieser Störungen, die sich mit Gruppengeschwindigkeiten der Größenordnung 103 m/s zur Anode hin fortpflanzen.