Способ определения функции распределения частиц газа по скоростям Советский патент 1975 года по МПК G01P5/00 G01N21/01 

1

Изобретение относится к технике оптических измерений в молекулярной физике.

Известные способы определения функции распределения частиц газа по скоростям размытия метки на известной базе не обладают достаточной точностью при исследовании разреженных газов или газов сложного молекулярного состава, а также при действии на газы электрических и магнитных полей.

Для повышения точности в предлагаемом способе измеряют яркость размытой части метки на различных расстояниях от центра по ее радиусам, при этом расстояния от центра до точек измерения больше первоначального радиуса метки.

Определение функции описываемого способа заключается в следующем.

В исследуемой точке пространства возбуждают метку газа в стационарном режиме при помош,и электронного пучка. Частицы, локализованные в момент возбуждения в области электронного пучка, за время жизни возбужденного состояния разлетаются на расстояние пропорциональное их скорости

(), где PI - расстояние от электронного пучка до

некоторой точки вне его, FI - скорость теплового движения частицы, т - время жизни возбужденного уровня.

Поэтому профиль яркости свечения метки за пределами электронного пучка будет соответствовать распределению частиц по скоростям.

Количество возбужденных частиц в единицу времени электронным пучком можно принять пропорциональным току электронного пучка:

N ,

где N - количество возбужденных частиц в

единицу времени,

/С- коэффициент пропорциональности, /g - плотность тока 9-ой площадки сечения электронного пучка, / - величина тока электронного пучка. В случае разреженного газа, в котором длина свободного пробега больше расстояний от центра электронного пучка до рассматриваемых точек (), плотность возбужденных молекул в точке i вне электронного пучка можно вычислить:

kl С

f(v)dv.

т

„,

А, - длина свободного пробега частиц,

где

р1 - расстояние от центра пучка до точ

ки i, расположенной вне пучка. ,3 М - плотность возбужденных частиц в точке i, f(v) - функция распределения частиц по скоростям. Измеряя яркость свечения метки на различ-5 ных расстояниях по радиусам от ее центра (р) вне первоначального радиуса метки, вычисляют соответствующие интервалы скоростей, u/ft U; - , Ji - и количества частиц: 2 .. 2 S Д«(У|Уй - Д (//pi -/fcpft),15 скорости которых заключены в этом иптерва4707434 ле. По полученным да1и1ым строят график функции распределения частиц по скоростям. Предмет изобретения Способ определения функции распределения частиц газа по скоростям, заключающийся в создании метки в исследуемом газе в стациопарном режиме, по размытию контура которой определяют искомую функцию, о тли ч аю щ и и с я тем, что, с целью повыщения точности, измеряют яркость размытой части метки на различных расстояниях от центра метки по ее радиусам, при этом расстояния от центра до точек измерения больше первопачального радиуса метки.