Bài thuyết trình Các phương pháp chẩn đoán Plasma

Chia sẻ: Lavie Lavie | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:112

Thêm vào BST

Báo xấu

75
lượt xem 9
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài thuyết trình Các phương pháp chẩn đoán Plasma bao gồm những nội dung về lịch sử phát triển VL Plasma, khái niệm plasma, chẩn đoán plasma, phương pháp phân tích quang phổ phát xạ. Mời các bạn tham khảo bài thuyết trình để hiểu rõ hơn về những nội dung này.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài thuyết trình Các phương pháp chẩn đoán Plasma

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA VẬT LÝ BỘ MÔN VẬT LÝ ỨNG DỤNG GVHD: PGS. TS. Lê Văn Hiếu HVTH: Nguyễn Đăng Khoa Lê Thị Lụa Lý Ngọc Thủy Tiên Trần Thị Mỹ Hạnh Nguyễn Thanh Tú
LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN VL PLASMA • 1845:từ “Plasma” đươc phát biểu với ý nghĩa sinh vật học • 1923: Langmuir và Tolk gọi chất khí ở trạng thái dẫn điện là plasma
• 1667,nhà bác học Floreltre phát hiện ra ngọn lửa đèn có tính dẫn điện. • 1698,tiến sĩ Volt người Anh phát hiện hiện tượng phóng tia lửa điện trong không khí khi nghiên cứu sự nhiễm điện của hổ phách • Đầu thế kỉ XIX,giáo sư Pétro đã phát minh ra hồ quang
• Irving Langmuir (1881 - 1957) là nhà khoa học Mỹ đầu tiên nghiên cứu về trạng thái plasma, người được coi là cha đẻ của vật lý plasma. • Năm 1920, Langmuir mô tả thí nghiệm tạo ra khối cầu phát sáng có đặc tính dường như giống sét hòn. • Năm 1924, ông đưa ra khái niệm nhiệt độ điện tử và phát minh ra phương pháp chẩn đoán mật độ và nhiệt độ plasma bằng đầu dò điện.
• Năm 1940, Hannes Alfvén đã chứng minh rằng một loại chuyển động tập thể mới, gọi là “sóng từ- thủy động lực học” có thể được sinh ra trong các hệ plasma. Các sóng này đóng một vai trò quan trọng xác định tính chất của plasma.
KHÁI NIỆM PLASMA Theo định nghĩa của Langmuir, plasma là “một tập hợp” các hạt mang điện và các hạt trung hòa phải thỏa mãn: 1. Điều kiện gần trung hòa: Z n 0 e ,i e , i 2. Bán kính Debye phải nhiều lần nhỏ hơn kích thước của miền chứa tập hợp đó: rD L
Một số dạng Plasma
TỔNG QUAN VỀ CHẨN ĐOÁN PLASMA • Chẩn đoán plasma là nghiên cứu các hiện tượng vật lý tiến triển bên trong plasma, từ đó suy ra các tính chất của plasma. • Phương pháp chẩn đoán plasma là các phương pháp đo nhiệt độ, mật độ, thành phần plasma. • Khó khăn trong việc thiết lập mô hình lý thuyết • Phải tiến hành chẩn đoán bằng nhiều phương pháp khác nhau trên cùng một đối tượng
Ví dụ chẩn đoán plasma trong tokamak
Quay phim tốc độ cao Phân tích năng Giao thoa kế lượng ion Microwaves Plasma Tán xạ Tán xạ chùm Thomson laser Phân tích quang Đầu dò từ phổ phát xạ Đầu dò langmuir
Các phương pháp chẩn đoán Chẩn đoán Thông số plasma Đầu dò langmuir Nhiệt độ plasma, nồng độ, thế plasma .. Phân tích quang phổ phát xạ nhiệt độ, nồng độ, thành phần plasma Chẩn đoán chùm nơtron nhiệt độ ion Giao thoa kế viba nồng độ electron Quay phim tốc độ cao hình ảnh plasma Tán xạ thomson Nồng độ và nhiệt độ electron Tán xạ chùm laser …. ..
I. Nguyên tắc kích thích phổ phát trong plasma • Plasma, khi bị nung nóng đến nhiệt độ khá cao thì trở thành nguồn bức xạ rất mạnh. Các dạng va chạm khác nhau giữa các hạt trong plasma là nguyên nhân gây ra sự phát xạ tia năng lượng, và chính đồng thời sinh ra phổ phát xạ.
II. Các quá trình sinh ra các phát xạ năng lượng: • 1. Bức xạ gián đoạn • 2. Sự bức xạ tái hợp • 3. Sự bức xạ hãm
1. Bức xạ gián đoạn: • Các nguyên tử và các ion của plasma bị kích thích sẽ bức xạ photon • Quang phổ bức xạ của chúng là những quang phổ vạch. • Phổ vạch là phổ phát xạ của các nguyên tố hóa học hầu như thường nằm trong vùng phổ từ 190-1000nm (vùng UVVIS). Chỉ có một vài nguyên tố á kim hay kim loại kiềm mới có một số vạch phổ nằm ngoài vùng này.
2. Sự bức xạ tái hợp: • Sự bức xạ tái hợp sinh ra khi ion thu nhận điện tử. • Sự tái hợp giữa ion âm và điện tử và với ion dương sẽ làm giảm ion âm • Trong quá trình tái hợp, các photon được bức xạ tạo ra quang phổ liên tục. Hình ảnh của phổ mặt trời
2. Sự bức xạ tái hợp: • Sự tái hợp là quá trình nghịch của quá trình ion hoá.
3. Sự bức xạ hãm: • Do sự va chạm giữa các điện tử với các ion nặng, điện tử bị mất một phần năng lượng của mình, phần năng lượng này phát xạ ra dưới dạng lượng tử ánh sáng. Bức xạ sinh ra khi có sự va chạm của điện tử với nguyên tử hoặc ion dương nặng, gọi là bức xạ hãm. • Bức xạ hãm sẽ sinh ra quang phổ liên tục
III. Mối quan hệ giữa cường độ, nhiệt độ, mật độ hạt trong plasma: • Trong plasma, nguyên tử (Ao) của một nguyên tố được kích thích từ trạng thái năng lượng thấp Eo, lên trạng thái năng lượng cao Am được biểu diễn theo phương trình: Ao + XE = A* (a) • Sau một thời gian,nguyên tử đã bị kích thích A* trở về trạng thái có mức năng lượng thấp hơn sẽ phát xạ ra lượng tử năng lượng: A* = hv + Ao (b)