Порядок выполнения работы

1. Закрепить в штативе железные электроды и установить их так, чтобы межэлектродный промежуток длиной 23 мм был на расстоянии 50 см от щели спектрографа. Убедиться, что межэлектродный промежуток находится на оптической оси спектрографа. Для этого следует полностью открыть щель спектрографа, убрать с рельса конденсорные линзы, снять кассету, открыть затвор рассматривать глазом через отверстие в кассетной части спектрографа объектив камеры, располагая глаз с правой стороны камерной щели. При включении разряда мы должны увидеть окрашенное изображение дуги. Перемещая дугу вверх-вниз и вправо-влево, необходимо добиться того, чтобы дуга была видна в центре камерного объектива.

2. Зарядить в темноте кассету фотопластинкой типа "спектральные". Фотопластинку следует располагать ближе к правой стороне кассеты эмульсией в сторону спектрографа.

3. Установить ширину щели 0,02 мм, высоту 2-3 мм и сфотографировать 4 спектра с временами экспозиции 10, 30, 40, 60 секунд, перемещая кассету между спектрами на 5 мм. После фотографической обработки фотопластинки с помощью спектропроектора и атласа дугового спектра железа отыскать нужные линии и пометить их. Измерить на микрофотометре (см. описание микрофотометра) почернения линий и с помощью характеристической кривой перевести почернения в . Построить график зависимости от и определить по наклону прямой температуру плазмы.

4. Выбрать две линии и оценить по (13) относительную погрешность измерения температуры.

Таблица

Длины волн линий железа

№	, нм	Е, эВ	ln()	№	, нм	Е, эВ	ln()
1	316.14	5.48	4.74	8	321.59	6.30	9.07
2	317.80	6.28	8.10	9	323.30	7.04	10.24
3	318.30	6.09	6.56	10	323.62	3.88	2.32
4	319.17	3.88	2.44	11	324.60	3.93	1.84
5	319.61	6.71	8.40	12	325.76	5.98	6.81
6	320.26	6.89	7.87	13	326.82	5.99	6.10
7	320.54	6.32	9.05	14	328.03	7.05	9.99

4. Считая концентрацию электронов в плазме равной , определить величину дебаевского радиуса .

5. Считая концентрацию электронов в плазме равной , определить величину пространственного масштаба и ленгмюровскую частоту колебаний электронов в плазме .

Результаты работы и выводы

1) Освоен метод измерения температуры плазмы по относительным интенсивностям спектральных линий одного элемента. Показаны его преимущества по сравнению с другими известными методами.

2) Данным методом проведено измерение температуры дуговой плазмы, усредненной по радиусу плазменного столба и по времени. Проведена оценка относительной погрешности измерения температуры, которая составила =.

3) Измеренное значение температуры Т=…….К, хорошо согласуется с литературными данными.

4) Линейность графика (рис….) доказывает, что в исследуемой плазме выполняется больцмановское распределение атомов железа по энергетическим уровням.

5) Рассчитанные значения дебаевского радиуса =….. и ленгмюровской частоты =….. хорошо согласуются с литературными данными и, как ожидалось, удовлетворяют условиям (9).

13