实验十 气体放电中等离子体的研究剖析
《气体放电中等离子体的研究》报告
气体放电中等离子体的研究姓名＿＿＿＿＿学号＿＿＿＿＿院系＿＿＿＿＿气体放电中等离子体的研究一引言等离子体是由大量的自由电子和离子组成，在整体上表现为近似电中性的电离气体。
由于等离子体有着许多独特的物理和化学性质，它已广泛应用于能源、航空、表面处理及垃圾焚烧等领域。
准确测量等离子体的参数，是各领域研究及应用的关键环节。
在众多等离子体测量手段中，郎缪尔探针法被认为是最简便的一种方法。
郎缪尔探针法由伸入等离子体内的导体作为探针向它施加电压，通过测定探针电流得到电流-电压（I-V）特性曲线，从而求得等离子体的参数。
本文主要介绍了探针法的工作原理，利用探针法测量等离子体的一些主要参量，并通过实验分析了影响实验结果的各种因素。
二实验原理1 等离子体定义及其物理特性等离子体是一种由等量正负电荷离子和中性粒子组成的电离气体，其中正负电荷密度相等，整体上呈现电中性。
等离子体可分为等温等离子体和不等温等离子体，一般气体放电产生的等离子体属不等温等离子体。
描述等离子体的一些主要参量有电子温度Ｔe、带电粒子密度、轴向电场强度ＥL、电子平均动能Ｅe、空间电位分布等。
2 气体放电原理气体放电可以采用多种能量激励形式，如直流、微波、射频等能量形式。
其中直流放电因为结构简单、成本低而受到广泛应用。
直流放电形成辉光等离子体的典型结构如图1所示。
图1 气体放电管工作原理图图2辉光放电的唯相结构示意图3 稀薄气体产生的辉光放电本实验研究的是辉光放电等离子体。
辉光放电是气体导电的一种形态。
当放电管内的压强保持在1０-1０2Pａ时，在两电极上加高电压，就能观察到管内有放电现象。
辉光分为明暗相间的8个区域，在管内两个电极间的光强、电位和场强分布如图2所示。
正辉区是我们感兴趣的等离子区。
其特征是：气体高度电离；电场强度很小，且沿轴向有恒定值。
这使得其中带电粒子的无规则热运动胜过它们的定向运动。
所以它们基本上遵从麦克斯韦速度分布律。
由其具体分布可得到一个相应的温度，即电子温度。
气体放电等离子体特性实验
实验七气体放电等离子体特性实验当温度在0ºC会变成水，而温度上升到100ºC时，水会沸腾变成水蒸气，这就是我们熟知的物质三态（固态、液态和气态）。
而当温度升到几千度时，气态物质由于分子热运动剧烈，物质分子相互间的碰撞会使气体分子发生电离，在电离过程中正离子和电子总是成对出现，这样气态物质就变成由相互作用的正离子和电子组成的物质的第四态－等离子体。
由于在等离子体中正离子和电子总数大致相等，因此等离子体在宏观上保持电中性。
所以等离子体实质上是密度大致相等的带正电荷的离子和带负电荷的电子组成的电离气体。
因为等离子体有着许多独特的性能，如温度高、粒子动能大，化学性质活泼等，因此广泛应用于能源、物质与材料和环境等领域中。
【实验目的】本实验的目的是观察气体放电现象，用探极法测量等离子体物理参量。
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【实验原理】1.等离子区的产生气体原来是不导电的绝缘介质，当我们把它密封在一个长的圆柱形玻璃放电管中，在放电管的阴极和阳极间加上直流高压（管的气体压强几十帕），在所加高压达到某一个电压值时，放电管被明亮发光的等离子体充满，即放电管发生辉光放电，整个放电空间为明暗相间的八个光层所分割，如图1，其中⑥即为等离子区。
图1①阿斯屯暗区由于电子刚从阴极发出，能量很小，不能使气体分子产生电离和激发，因此不能发光，所以是暗区，这是一个极薄的区域。
②阴极辉区电子通过阿斯屯暗区的加速，具有较大的动能，当这些电子遇到气体分子发生碰撞时，使气体分子激发发光。
③阴极暗区电子经前二区域，绝大部分电子没有和气体分子碰撞，因此在这区域内的电子具有很大的能量，产生很强的电离。
而电子较轻，受电场力作用后跑掉，留下大量正离子，使得这里具有很高的正离子浓度，形成极强的正电荷空间，造成电场的严重畸变，结果绝大部分管压都集中在这一区域和阴极之间。
在这样强的电场作用下，正离子以很大的动能打向阴极产生显著的二次电子过程，而电子又以很大的加速度离开阳极，向前运动产生雪崩过程。
气体放电等离子体实验报告
气体放电等离子体实验报告气体放电等离子体实验报告引言：气体放电等离子体实验是一项重要的物理实验，通过对气体放电现象的研究，可以深入了解等离子体的性质和行为。
本实验旨在通过观察和分析气体放电等离子体的特性，揭示等离子体的基本原理和应用。
实验目的：1. 研究气体放电的基本特性，如放电现象、放电形态等；2. 探索气体放电等离子体的性质，如等离子体的密度、温度等；3. 分析气体放电等离子体的应用领域，如等离子体在光谱分析、材料处理等方面的应用。
实验材料和装置：1. 气体放电实验装置：包括气体放电管、高压电源、电流表、电压表等；2. 气体：常见的气体有氢气、氦气、氮气等；3. 实验记录仪器：如摄像机、数据采集器等。
实验步骤：1. 准备实验装置，并确保安全；2. 连接高压电源和气体放电管，调节电压和电流；3. 打开电源，观察气体放电管内的放电现象；4. 记录放电的形态、颜色、亮度等特征；5. 测量放电管两端的电压和电流，并记录数据；6. 调节电压和电流，观察放电现象的变化；7. 使用摄像机或数据采集器记录实验过程；8. 分析实验数据，得出结论。
实验结果与分析：经过实验观察和数据分析，我们发现不同气体在不同电压和电流条件下，产生了不同的放电形态和颜色。
例如，在低压条件下，氢气放电呈现出红色的辐射，而在高压条件下，氢气放电呈现出紫色的辐射。
这是因为不同气体的原子结构和能级分布不同，导致其放电现象也不同。
通过实验数据的分析，我们还可以计算出等离子体的密度和温度。
根据普朗克公式和玻尔兹曼关系，我们可以利用放电管两端的电压和电流数据，推导出等离子体的密度和温度。
这对于等离子体物理学的研究具有重要意义。
实验应用：气体放电等离子体在许多领域都有广泛的应用。
例如，在光谱分析中，气体放电等离子体可以用于分析物质的成分和结构。
通过观察等离子体在不同波长下的辐射光谱，可以确定样品中的元素和化合物。
此外，气体放电等离子体还可以应用于材料处理。
气体放电等离子体实验报告
气体放电等离子体实验报告气体放电等离子体实验报告引言：气体放电等离子体实验是一项重要的实验，通过在气体中施加电场，使气体分子电离并形成等离子体。
这一实验具有广泛的应用领域，如等离子体物理、光谱学、材料科学等。
本报告将详细介绍气体放电等离子体实验的过程、实验装置和实验结果。
实验过程：1. 实验准备首先，我们准备了实验所需的材料和设备，包括气体放电管、电源、电压表、电流表等。
然后，我们对实验装置进行了检查和调试，确保其正常工作。
2. 实验操作将气体放电管连接到电源上，并设置合适的电压和电流。
然后，通过调节电压和电流的大小，控制气体放电管中的等离子体形成和维持。
3. 数据记录在实验过程中，我们记录了气体放电管中的电压和电流变化情况，并观察了等离子体的形态和颜色变化。
同时，我们还测量了等离子体的温度、密度等参数。
实验装置：实验装置主要包括气体放电管、电源、电压表、电流表和数据记录设备。
1. 气体放电管气体放电管是实验中最关键的部分，它由玻璃管和两个电极组成。
玻璃管内充满了待研究的气体，如氢气、氮气等。
电极通过电源提供电场，使气体分子电离并形成等离子体。
2. 电源电源是为气体放电管提供电场的设备，它可以提供不同电压和电流的输出。
通过调节电源的输出参数，可以控制等离子体的形成和维持。
3. 电压表和电流表电压表和电流表用于测量气体放电管中的电压和电流。
通过监测电压和电流的变化，可以了解等离子体的形成和消失过程。
4. 数据记录设备数据记录设备用于记录实验过程中的各种参数，如电压、电流、等离子体的形态和颜色等。
通过对这些数据的分析，可以得出实验结果并进行进一步的研究。
实验结果：在实验过程中，我们观察到了气体放电管中的等离子体形态和颜色的变化。
随着电压和电流的增加，等离子体的亮度和密度逐渐增加。
同时，等离子体的颜色也发生了变化，从无色逐渐变为蓝色、紫色等。
我们还测量了等离子体的温度和密度，发现随着电压和电流的增加，等离子体的温度和密度也随之增加。
气体放电中等离子体的研究剖析
气体放电中等离子体的研究剖析气体放电等离子体是指气体中发生放电现象的状态，其中电子被激发或离开原子而形成的电离态称为等离子体。
气体放电等离子体在物理、化学、材料科学等领域具有广泛的应用，如气体放电放电器件、等离子体化学反应、等离子体刻蚀等。
气体放电等离子体的研究主要涉及其形成机制、物理特性以及相应的应用。
首先，气体放电等离子体的形成机制可以通过电子碰撞、电离辐射、感应耦合等方式实现。
当气体分子受到能量输入时，其分子结构会发生改变，电子被激发或离开原子，形成带正电荷的离子和带负电荷的电子，从而形成等离子体。
不同放电方式下，等离子体的形成机制有所不同，需要通过实验和理论模拟方法进行研究。
其次，气体放电等离子体的物理特性与等离子体中的电子和离子的动力学行为密切相关。
在强电场的作用下，电子受到加速，与气体分子碰撞产生电子能量损失和电离过程，导致等离子体的发光和放电现象。
不同气体的放电特性也有所不同，气体放电等离子体可以呈现出不同的色彩和辐射特性，如辉光放电、正离子束等。
通过对等离子体的物理特性的研究，可以了解等离子体的动态演化过程和能量传输机制，为应用研究提供理论和实验依据。
最后，气体放电等离子体的应用广泛，包括能源、环境、光电等领域。
在能源领域，气体放电等离子体可以用于气体分子的激发和电离，促进高能粒子的合成和加速，从而用于核聚变、等离子体激光和粒子加速器等研究。
在环境领域，气体放电等离子体可以通过电子能量损失和电离过程产生活性物种，从而用于大气中污染物的降解和消除。
在光电领域，气体放电等离子体可以用于光源、显示器和光电器件等的制造和改进。
综上所述，气体放电等离子体的研究对了解其形成机制、物理特性以及应用具有重要意义。
通过对等离子体的研究，可以深入理解等离子体的动态行为和能量传输机制，并可以广泛应用于能源、环境、光电等领域中。
未来的研究需要进一步深入，结合实验和理论模拟方法，对气体放电等离子体的形成机制、动力学行为和应用进行深入研究，以推动相关领域的发展和创新。
等离子体放电现象的研究
等离子体放电现象的研究等离子体放电是一种重要的物理现象，它在自然界和科学实验室中广泛存在，并引起了科学家们的浓厚兴趣。
本文将探讨等离子体放电的研究进展，介绍等离子体的基本概念和特性，并探索其在不同领域的应用。
1. 等离子体的基本概念等离子体是一种由正、负带电粒子以及中性粒子组成的物质状态。
在常规的物质状态中，原子或分子是电中性的，但在高能量条件下，原子或分子可以从电中性态过渡到带电态，形成等离子体。
等离子体具有诸多特性，如高温、高导电性和等离子体波动等。
在地球的自然环境中，闪电就是一种常见的等离子体放电现象。
2. 等离子体放电现象的研究进展随着科学技术的不断发展，人们对等离子体放电现象的研究也不断取得突破。
在实验室中，科学家们使用高能电磁场、激光束等手段来产生等离子体，并对其进行详细的研究。
他们发现，等离子体放电现象不仅存在于极端的条件下，如高温等离子体中心，还存在于普通物质的局部区域，如气体放电、间歇放电等。
这些发现为探索等离子体放电现象的机理和性质提供了重要的实验依据。
3. 等离子体放电现象的应用等离子体放电现象不仅具有科学研究的意义，还具有广泛的应用价值。
一方面，在能源领域，等离子体放电常用于核聚变反应、等离子体加热等研究中，对于实现清洁能源的开发和利用具有重要意义。
另一方面，在材料加工领域，等离子体放电广泛应用于材料表面改性、涂层沉积等工艺中，提高了材料的性能和质量。
此外，等离子体放电还在医学、环境保护和通信等领域发挥着重要作用。
总结等离子体放电现象是一种值得深入研究的重要物理现象。
通过对等离子体的研究和应用，我们可以了解自然界中的各种现象，进一步拓展科学的边界，并为人类社会的发展带来积极的影响。
值得期待的是，随着科学技术的进一步发展，等离子体放电现象的研究将在更多领域展开，给人类带来更多的惊喜和进步。
等离子体放电实验报告
等离子体放电实验报告《等离子体放电实验报告》摘要：本实验旨在探究等离子体放电的特性和规律。
通过在实验室中建立等离子体放电装置，观察等离子体放电的过程和现象，分析实验数据，得出了等离子体放电的规律和特性。
实验结果表明，等离子体放电是一种高能物质释放的现象，具有较强的热量和光谱特性，对于研究等离子体物理和应用具有一定的参考价值。
引言：等离子体是一种由带电粒子和中性粒子组成的物质状态，具有高能量和高温度的特性。
等离子体放电是指在一定条件下，等离子体发生放电现象，释放出能量和光谱。
本实验旨在通过建立等离子体放电装置，观察等离子体放电的过程和现象，探究其规律和特性。
实验装置和方法：本实验采用了等离子体放电装置，包括真空室、高压电源、等离子体激发源等。
首先，将真空室抽成一定的真空度，然后加入适量的气体，通过高压电源加电，形成等离子体放电。
在等离子体放电的过程中，使用光谱仪和热像仪对等离子体放电的光谱和热量进行观测和记录。
实验结果和分析：实验结果显示，等离子体放电过程中释放出大量的能量，产生强烈的光谱和热量。
通过光谱仪观测到了等离子体放电的光谱特性，发现了特定波长的光线，表明等离子体放电产生了特定的能级跃迁。
同时，热像仪观测到了等离子体放电的高温现象，显示出了等离子体放电的高能量特性。
结论：通过本实验，我们得出了等离子体放电的特性和规律。
等离子体放电是一种高能物质释放的现象，具有较强的热量和光谱特性。
这对于研究等离子体物理和应用具有一定的参考价值。
同时，本实验也为进一步研究等离子体放电提供了一定的实验基础和数据支持。
高效放电等离子体的实验研究
高效放电等离子体的实验研究等离子体是一种高度电离的气体体系，具有许多独特的性质。
等离子体的应用广泛涉及空间探测、工业材料加工、环境污染处理、医学治疗等多个领域。
因此，发展高效等离子体放电技术具有重要的意义。
本文将介绍当前高效等离子体放电的实验研究进展。
实验装置高效等离子体放电实验之前需要准备好实验装置。
通常使用的实验装置包括高压电源、气体注入系统、反应室和控制系统等几个部分。
其中，反应室是整个实验装置的关键部位，反应室的大小、形状、材料等都会对等离子体的产生和维持产生影响。
实验过程在实验过程中，首先将气体注入到反应室中，在一定的电场作用下，气体被电离形成等离子体。
其中，等离子体的密度和温度是衡量等离子体性质的主要指标。
因此，实验过程中需要通过控制电场和气体注入速度等因素来调节等离子体的密度和温度。
实验研究进展目前，高效等离子体放电的实验研究主要集中在以下几个方面。
高温等离子体发生器高温等离子体发生器可以通过直接放电或微波放电等方式生成高温等离子体，其产生的等离子体温度可以达到数千度。
高温等离子体发生器可用于超声波清洗、材料表面改性和医疗设备消毒等多个领域。
微波等离子体放电微波等离子体放电是近年来受到广泛关注的一种等离子体发生方式。
相比于其他发生方式，微波等离子体放电具有能耗低、等离子体密度高等优势。
目前，微波等离子体放电已被应用于废气处理、光谱分析和等离子体陶瓷等领域。
低温等离子体放电低温等离子体放电是近年来的研究热点之一。
与高温等离子体不同，低温等离子体放电产生的等离子体温度通常在300K以下，其特点包括等离子体密度高、化学活性强等。
低温等离子体放电可应用于材料表面改性、废水处理和食品加工等领域。
结语高效等离子体放电技术的发展将对社会产生深远的影响。
与此同时，高效等离子体放电的实验研究也在不断地推进。
在未来的研究中，我们将继续探索高效等离子体放电的基础理论和应用价值，推动高效等离子体放电技术的快速发展。
气体放电等离子体
I eo =
4
eN eVe S e
I io
1 = eN i V i S i 4
I = I eo − I io > 0
（只代表大小）
Ve ≫ Vi ⇒ I eo ≫ I io
（２）当 VP >０时，如图中E点，此时探针电位远远高 于附近等离子体的电位，正离子受到排斥，打到探针上 的离子电流将趋于零，负电子受到吸引，而在探针周围 形成一层“电子壳层”，探针电流Ｉ约等于电子电流 I eo
探针电位很低，几乎所有的电子都受 到排斥，电子电流趋向于零，正离子 受到强烈的吸引，因而在其附近形成 一个“离子鞘层”，收集全部飞向探 针的正离子，探针电流等于饱和离子 I io 流 −14 io i i
I = −I = −2.5×10 N S kTe
至此，我们已明白了单探针的特性曲线变化规律了。
三：用单探针 Ｖ — Ｉ曲线拟合双探针Ｖ — Ｉ曲线 双探针法是在气体等离子放电管的靠近阳极附近放置两 个悬浮的探针，调节两探针之间的电压，从测得放电管处于 稳定状态下的伏安特性曲线，即可推出电子温度和电子密度 等重要信息。测量装置如图所示： 假设我们在此之前已得到两 个探针分别作为单探针时的 Ｖ — Ｉ特性曲线。
Vt ' = Vt + (V20 − V10 ) > Vt
，实际电流要变得稍大一些，
反映在图中如下：
V （２）当 Vt 减小时， 2 V1 间距变小，他们都将趋于 VF 导致有 减小，且减小速度较快，曲线较陡 I 2 = − I1
，
V 当 Vt = 0 时， 2 = V1 = VF ，探针间电压为零，此时电流为 零，曲线交于横轴原点处。
不过由于断面面积较小，实验中电流可能会较小，这 可以是用粗探针来避免。
气体放电中等离子体地研究实验报告材料-南京大学
南京大学物理系实验报告题目实验2.3 气体放电中等离子体的研究姓名董佳婧学号141120021一、引言等离子体作为物质的第四态在宇宙中普遍存在。
在实验室中对等离子体的研究是从气体放电开始的。
朗缪尔和汤克斯首先引入“等离子体”这个名称。
近年来等离子体物理学有了较快发展，并被应用于电力工业、电子工业、金属加工和广播通讯等部门，特别是等离子体的研究，为利用受控热核反应，解决能源问题提供了诱人的前景。
二、实验目的1、了解气体放电中等离子体的特性。
2、利用等离子体诊断技术测定等离子体的一些基本参量。
三、实验原理1、等离子体及其物理特性等离子体有一系列不同于普通气体的特性：（1）高度电离，是电和热的良导体，具有比普通气体大几百倍的比热容。
（2）带正电的和带负电的粒子密度几乎相等。
（3）宏观上是电中性的。
2、等离子体的主要参量描述等离子体的一些主要参量为：（1）电子温度Te。
它是等离子体的一个主要参量，因为在等离子体中电子碰撞电离是主要的，而电子碰撞电离与电子的能量有直接关系，即与电子温度相关联。
（2）带电粒子密度。
电子密度为n e，正离子密度为n i，在等离子体中n e≈n i。
（3）轴向电场强度E L。
表征为维持等离子体的存在所需的能量。
（4）电子平均动能Ee 。
（5）空间电位分布。
3、稀薄气体产生的辉光放电本实验研究的是辉光放电等离子体。
辉光放电是气体导电的一种形态。
当放电管内的压强保持在10-102Pa时，在两电极上加高电压，就能观察到管内有放电现象。
辉光分为明暗相间的8个区域。
8个区域的名称为（1）阿斯顿区，（2）阴极辉区，（3）阴极暗区，（4）负辉区，（5）法拉第暗区，（6）正辉区（即正辉柱），（7）阳极暗区，（8）阴极辉区。
如图1所示，其中正辉区是我们感兴趣的等离子区。
其特征是：气体高度电离；电场强度很小，且沿轴向有恒定值。
这使得其中带电粒子的无规则热运动胜过它们的定向运动。
所以它们基本上遵从麦克斯韦速度分布律。
低温气体放电等离子体实验研究
低温气体放电等离子体实验研究一、引言低温等离子体作为一种新型物质状态，在生物医学、材料科学、新能源等领域中有着广泛应用。
其中，低温气体放电等离子体实验研究是探索其基本特性的关键。
二、气体放电等离子体的基本特性气体放电等离子体是指通过电场将气体分子激发到高能级，产生电离和激发，使之形成电离区域而产生的等离子体。
气体放电等离子体的基本特性在于其电子、离子和中性粒子之间的相互作用。
（一）电子和离子电子和离子是低温气体放电等离子体中最为重要的组成部分。
电子在气体中很容易受到分子和原子的碰撞，成为气体离子。
气体离子会与气体分子相互碰撞，再次产生电子和离子。
（二）放电性质气体放电等离子体的形成需要具备一定的电压梯度，所以其形态各异，种类繁多。
放电的形态与气体的种类、气压、电压、频率等因素有关。
在气体放电等离子体实验研究中，常见的有针-板放电、介质放电、微波放电、脉冲放电等多种形式。
（三）等离子体反应低温气体放电等离子体会在化学反应和金属表面的沉积和脱附等过程中发挥作用。
其反应过程包括氢氧化反应、自由基反应、电子转移反应和离子反应。
三、低温气体放电等离子体实验研究低温气体放电等离子体实验研究是探索其基本特性和应用效果的关键。
可以通过不同的实验方法和手段，研究气体放电等离子体的基本特性、放电性质和等离子体反应。
（一）实验方法通常通过介质、微波和脉冲等放电形式，产生低温气体放电等离子体。
实验方法包括原位观测、电子束分析、光谱和化学分析等多种手段。
（二）实验手段通常利用真空系统、分子束设备、快速光谱分析仪、热释光分析仪等手段，在实验中观测和记录气体放电等离子体的基本特性和反应过程。
数字照相技术、电子显微技术、光学干涉技术等也广泛应用于低温气体放电等离子体的探索和研究。
四、低温气体放电等离子体实验研究的应用低温气体放电等离子体在生物医学、材料科学、新能源等领域中有着广泛应用。
其中，生物医学应用主要包括医疗杀菌、肿瘤治疗等；材料科学应用主要包括表面改性、薄膜沉积等；新能源应用主要包括等离子体电池、等离子体发电等。
等离子体物理的实验研究报告
等离子体物理的实验研究报告摘要：本研究报告旨在探讨等离子体物理领域的实验研究进展。
通过对等离子体物理的基本理论和实验方法进行综述，我们深入研究了等离子体的性质、行为和应用。
通过实验观测和数据分析，我们验证了等离子体在物质科学、能源研究和天体物理学等领域的重要作用，并提出了一些研究展望。
1. 引言等离子体是一种由正负离子和自由电子组成的高度电离的物质态。
它在自然界中广泛存在，如太阳和恒星的核心、闪电等现象。
等离子体物理研究的重要性在于它对于理解宇宙演化、核聚变能源以及材料科学等领域的应用具有重要意义。
2. 等离子体的基本性质等离子体具有独特的性质，如高度电离、电磁性、非线性行为等。
通过实验研究，我们可以测量等离子体的密度、温度、电荷分布等参数，并进一步了解其动力学行为。
例如，等离子体的电导率和磁性能对于等离子体物理的研究至关重要。
3. 等离子体的实验方法为了研究等离子体的行为，科学家们开发了多种实验方法。
其中，等离子体放电实验是最常用的方法之一。
通过在真空室中施加高压电场，可以产生等离子体，并通过测量电流、电压和辐射等参数来研究等离子体的性质。
此外，还有等离子体注入实验、等离子体对撞实验等方法，它们在不同的应用领域发挥着重要作用。
4. 等离子体物理的应用等离子体物理在多个领域有着广泛的应用。
在能源研究中，等离子体物理是核聚变技术的基础，通过控制和维持等离子体状态，实现核聚变反应的可控性。
在材料科学中，等离子体处理技术可以用于表面改性、薄膜沉积等过程，提高材料的性能。
此外，等离子体物理还在天体物理学、等离子体医学等领域有着重要的应用。
5. 研究展望尽管等离子体物理已经取得了很多重要进展，但仍存在一些挑战和未解之谜。
例如，如何更好地控制和维持等离子体状态，以实现可控核聚变反应仍然是一个重要的研究方向。
此外，等离子体与材料界面的相互作用、等离子体在强磁场下的行为等问题也需要进一步研究。
未来的研究将致力于解决这些问题，并进一步推动等离子体物理的发展。
气体放电中等离子体的研究 南京大学
等离子体电视
等离子体电视
等离子体显示原理
等离子体显示原理（之二）
等离子体的应用
等离子体作为物质的第四态在宇宙中普遍存在。 等离子体作为物质的第四态在宇宙中普遍存在。 在 实验室中对等离子体的研究是从气体放电开始的。 实验室中对等离子体的研究是从气体放电开始的。 朗缪尔和汤克斯首先引入“等离子体”这个名称。 朗缪尔和汤克斯首先引入“等离子体”这个名称。 近年来等离子体物理学有了较快发展， 近年来等离子体物理学有了较快发展，并被应用 于电力工业、电子工业、 于电力工业、电子工业、金属加工和广播通讯等 部门，特别是等离子体的研究， 部门，特别是等离子体的研究，为利用受控热核 反应，解决能源问题提供了诱人的前景. 反应，解决能源问题提供了诱人的前景.
tgΦ =
lg I 0 − lg I1 U 0 − U1
磁流体发电机
磁流体发电原理
托卡马克---等离子体热核反应装置 托卡马克 等离子体热核反应装置
本实验的基本要求
用电脑自动测量单探针的特性 用电脑自动测量双探针的特性 手动测量单探针的特性曲线
注意事项
请把双探针的表面积 改为8mm2，在等离子体数 据分析软件中改，分析→ 设置参数→平行板面积 →28 →8
实验十气体放电中等离子体的研究.
云南大学物理实验教学中心实验报告课程名称：普通物理实验实验项目：实验十气体放电中等离子体的研究学生姓名：马晓娇学号：20131050137 物理科学技术学院物理系 2013 级天文菁英班专业指导老师：何俊试验时间：2015 年 10 月 16 日 12 时 00 分至 2 时 00 分实验地点：物理科学技术学院实验类型：教学 (演示□验证□综合□设计□) 学生科研□课外开放□测试□其它□一、引言随着温度的不断升高,构成气体分子的原子将发生分裂,形成为独立的原子,如氮分子(2N )会分裂成两个氮原子(N),这种过程被称为气体分子的离解.如果再就能一步升高温度,原子中的电子就会从原子中剥离出来,成为带正电荷的原子核和带负电荷的电子,这个过程称为原子的电离.当这种电离过程频繁发生,使电子和离子的浓度达到一定的数值时,物质的状态也就起了根本变化,它的性质也就变得与气体完全不同.为区别于固体/液体和气体这三种状态,我们称物质的这种状态为物质的第四态,又起名等离子体.电离出的自由电子总的负电离与正离子总的正电量相等.等离子体宏观上称电中性.等离子体是由部分电子被剥夺后的原子及原子被电离后产生的正负离子组成的离子化气体状物质,它呈现出高度激发的不稳定态,其中包括离子/原子/电子和分子.等离子体是宇宙中常见的物质,在太阳/恒星/闪电中都存在等离子体,它占整个宇宙的99%.实验中对等离子体的研究是从放电开始的.朗缪尔和汤克斯首先引入”等离子体”这个名称.近年来等离子体物理的发展为材料/能源/信息/环境空间,物理空间/地球物理等科学的进一步发展提供了新的技术和工艺.二、实验目的1. 了解气体放电中等离子体的特性;2.用等离子体诊断技术测定等离子体的一些基本参量三、实验原理（一）等离子体及物理特性等离子体定义为包含大量正负带电粒子、而又不出现净空间电荷的电离气体；在等离子体中，带电粒子之间的库仑力是长程力，库仑力的作用效果远远超过带电粒子可能发生的局部短程碰撞效果，等离子体中的带电粒子运动时，能引起正电荷或负电荷局部集中，产生电场；电荷定向运动引起电流，产生磁场。
物理实验技术中的气体放电与等离子体技术
物理实验技术中的气体放电与等离子体技术近年来，气体放电与等离子体技术在物理实验中得到了广泛的应用。
在科学研究领域中，等离子体被用于研究物质的性质，开展气体放电实验，以及开发新型的电子设备。
本文将探讨气体放电与等离子体技术在物理实验中的应用以及其相关特点和意义。
一、气体放电实验气体放电是指在适当的条件下，气体中存在的电子被加速并与气体中其他原子或分子发生碰撞，从而产生高能态的电离现象。
气体放电实验可通过引入外部电场、施加粒子束等方式来激发气体分子和原子，产生电离，从而形成等离子体。
气体放电实验的一个重要应用是光谱分析。
通过对气体放电后发射的光谱进行分析，可以了解气体元素的谱线特征，从而确定物质的成分和性质。
这在天文学研究中尤为重要，例如利用太阳光的特征谱线来了解太阳的组成和动力学过程。
二、等离子体技术等离子体是一种高度电离的气体，由电子、离子和中性分子共同组成。
等离子体的电离度高，具有很好的导电性和热释放能力，因此被广泛应用于物理实验中。
等离子体技术的一个重要应用是等离子体刻蚀。
利用等离子体的离子和电子能量较高的特点，可以将这些能量转化为物质表面的化学反应能量，从而实现对物质的刻蚀。
这一技术被广泛应用于半导体制造和纳米加工领域。
除了刻蚀，等离子体还可以用于材料表面的改性。
等离子体束可以利用其高能离子的加速能力，将离子束引入到材料的表面，从而改变材料的性质。
例如，通过氮离子束轰击材料表面，可以增强材料的硬度和抗腐蚀性，提高材料的耐磨性。
三、气体放电与等离子体技术的意义气体放电与等离子体技术在物理实验中具有重要的意义。
首先，气体放电实验可以提供关于物质性质的重要信息。
通过观察气体放电时物质的电离行为和发射光谱，可以推断物质的成分、能级结构以及反应机制等。
其次，等离子体技术可以用于制造高性能的电子设备。
利用等离子体刻蚀和表面改性技术，可以在纳米尺度上制造出微电子器件。
这些器件具有更高的性能和更小的尺寸，对信息存储、通信和传感器技术等领域有着广泛的应用。
实验名称：气体放电等离子体特性实验（一）.doc
实验名称：气体放电等离子体特性实验(一) 实验原理: 等离子体是物质存在的第四种形态，与物质三态（固态、液态、气态）相提并论。
等离子体由带正负电荷的粒子和中性原子组成，并在宏观上保持电中性。
气体辉光放电现象分析：当放电管内的气压降低到几十个毫米汞柱以下，两极加以适当的电压时，管内气体开始辉光放电，辉光由细到宽，布满整个管子。
当压力再降低时，辉光便分为明暗相间的八个区域，而大多数的区域集中在阴集附近。
八个极分别是：I阿斯顿暗区，II阴极光层，III 阴极暗区，IV负辉区，V法拉第暗区，VI正辉区，VII阳极暗区和VIII阳极辉光。
I阿斯顿暗区(Aston dark space):这是紧靠阴极的一个极薄的区域。
电子刚从阴极发出，能量很小，不能使气体分子电离和激发，因而就不能发光，所以是暗区。
长度约有1毫米。
II阴极光层(Cathode layer):在阿斯顿暗区之后，很微薄的发光层。
因为电子经过区域I被加速，具有了较大的能量，当这些电子遇到气体分子时，发生碰撞，电子的一部分能量使气体分子的价电子激发，当它们跳回到基态时，便辐射发光。
III阴极暗区(Cathode dark space):紧靠阴极光层，两者不易区分。
由于电子经过区域II时，绝大部分没有和气体分子碰撞，因此它所具有的能量是比较大的，但电子激发气体分子的能量又必须是在一定的范围内，能量超过这一范围则激发的儿率是很小的。
因此形成了一个暗区。
在这一区域中，形成了极强的正空间电荷，结果绝大部分的管压都集中在这一区域和阴极之间。
于是正离子以很大的速度打向阴极，因而从阴极又脱出电子，而这些电子又从阴极向阳极方向运动，再产生如上所述的激发和电离的过程。
实验已经确定，阴极暗区的长度d与气体压强P的乘积是一个常数。
即：Pd=常数因此当气体压强降低时，阴极暗区的长度增加。
IV负辉区(Negative gloe是电子的质量。
电子平均动能由图直线段BD在电流轴上的截距，可得出Iev，而求出电子浓度。
气体放电等离子体技术的研究及其应用
气体放电等离子体技术的研究及其应用一、概述气体放电等离子体技术是一种将气体激发成电离态而形成等离子体的技术。
这种技术具有广泛的应用领域，如用于工业加工、环境净化、医学治疗和科学研究等方面。
因此，气体放电等离子体技术的研究和应用备受关注。
二、气体放电机理气体放电等离子体的形成原理是电子碰撞离子化作用。
当强电场或高能粒子穿过气体时，会将一部分气体分子中的电子击出，从而形成带正电荷的离子和带负电荷的电子，使气体导电性增强，形成等离子体。
根据气体压力和电压等物理性质，气体放电等离子体可分为辉光放电、弧光放电和冷等离子体等种类。
三、气体放电等离子体的应用1. 工业加工气体放电等离子体技术在工业加工中的应用十分广泛。
例如，在材料表面处理中，通过气体放电等离子体可以增强表面活性，使表面易于吸附、涂覆和成型。
利用等离子体可以进行表面改性、粘接、涂覆和清洗等工艺，有许多产业都在研究和应用。
2. 环境净化气体放电等离子体技术在环境净化中也有着良好的应用前景。
例如，在汽车尾气处理或空气净化方面，利用等离子体进行氧化、还原和水解等反应，可以将有害气体转化成无害化合物。
同时，气体放电等离子体还可以用于城市垃圾、医疗废物和废水的处理等领域。
3. 医疗治疗气体放电等离子体技术在医疗治疗中的应用也不容小觑。
例如，在口腔科医疗中，利用等离子体可以杀死口腔中的细菌，治疗口腔疾病；在皮肤科医疗中，可以使用等离子体治疗疤痕、痤疮和其他皮肤病症。
4. 科学研究气体放电等离子体技术在科学研究领域中也被广泛应用。
例如，在材料、物理和化学领域，等离子体可以用于研究材料表面结构和性质、研究反应动力学和反应机制、研究气体放电等问题。
四、气体放电等离子体技术的发展趋势随着科学技术的不断发展，气体放电等离子体技术也在不断完善和升级。
目前，气体放电等离子体技术的发展趋势主要集中在以下几个方面：1. 提高处理效率随着工业化程度的提高，对于气体放电等离子体技术在应用过程中的处理效率提出了更高的要求。
气体放电中等离子体的研究
云南大学物理实验教学中心实验报告课程名称：近代物理实验实验项目：气体放电中等离子体的研究学生姓名：朱江醒学号： 20051050148 物理科学技术学院物理系2005级数理基础科学专业指导教师：何俊实验时间： 2007年 9月 22 日 8 时 30 分至12时 30 分实验地点：四合院实验类型：教学(演示□验证□综合□设计□) 学生科研□课外开放□测试□其它□一．实验目的1、了解气体放电中等离子体的特性。
2、利用等离子体诊断技术测定等离子体的一些基本参量。
二．实验原理1、等离子体及其物理特性等离子体有一系列不同于普通气体的特性：（1）高度电离，是电和热的良导体，具有比普通气体大几百倍的比热容。
（2）带正电的和带负电的粒子密度几乎相等。
（3）宏观上是电中性的。
2、等离子体的主要参量描述等离子体的一些主要参量为：（1）电子温度T e 。
它是等离子体的一个主要参量，因为在等离子体中电子碰撞电离是主要的，而电子碰撞电离与电子的能量有直接关系，即与电子温度相关联。
（2）带电粒子密度。
电子密度为n e ，正离子密度为n i ，在等离子体中n e ≈n i 。
（3）轴向电场强度E L 。
表征为维持等离子体的存在所需的能量。
（4）电子平均动能e E 。
（5）空间电位分布。
3、稀薄气体产生的辉光放电 本实验研究的是辉光放电等离子体。
辉光放电是气体导电的一种形态。
当放电管内的压强保持在10-102Pa 时，在两电极上加高电压，就能观察到管内有放电现象。
辉光分为明暗相间的8个区域。
8个区域的名称为（1）阿斯顿区，（2）阴极辉区，（3）阴极暗区，（4）负辉区，（5）法拉第暗区，（6）正辉区（即正辉柱），（7）阳极暗区，（8）阴极辉区。
4、等离子体诊断测试等离子体的方法被称为诊断，它是等离子体物理实验的重要部分。
等离子体诊断有探针法、霍尔效应法、微波法、光谱法等。
介绍如下：(1)探针法。
探针法测定等离子体参量是朗缪尔提出的，又称朗缪尔探针法。
气体放电中等离子体地研究实验报告材料-南京大学
南京大学物理系实验报告题目实验2.3 气体放电中等离子体的研究姓名董佳婧学号 141120021一、引言等离子体作为物质的第四态在宇宙中普遍存在。
在实验室中对等离子体的研究是从气体放电开始的。
朗缪尔和汤克斯首先引入“等离子体”这个名称。
近年来等离子体物理学有了较快发展，并被应用于电力工业、电子工业、金属加工和广播通讯等部门，特别是等离子体的研究，为利用受控热核反应，解决能源问题提供了诱人的前景。
二、实验目的1、了解气体放电中等离子体的特性。
2、利用等离子体诊断技术测定等离子体的一些基本参量。
三、实验原理1、等离子体及其物理特性等离子体有一系列不同于普通气体的特性：（1）高度电离，是电和热的良导体，具有比普通气体大几百倍的比热容。
（2）带正电的和带负电的粒子密度几乎相等。
（3）宏观上是电中性的。
2、等离子体的主要参量描述等离子体的一些主要参量为：（1）电子温度Te。
它是等离子体的一个主要参量，因为在等离子体中电子碰撞电离是主要的，而电子碰撞电离与电子的能量有直接关系，即与电子温度相关联。
（2）带电粒子密度。
电子密度为ne ，正离子密度为ni，在等离子体中ne≈ni。
（3）轴向电场强度EL。
表征为维持等离子体的存在所需的能量。
（4）电子平均动能Ee 。
（5）空间电位分布。
3、稀薄气体产生的辉光放电本实验研究的是辉光放电等离子体。
辉光放电是气体导电的一种形态。
当放电管内的压强保持在10-102Pa时，在两电极上加高电压，就能观察到管内有放电现象。
辉光分为明暗相间的8个区域。
8个区域的名称为（1）阿斯顿区，（2）阴极辉区，（3）阴极暗区，（4）负辉区，（5）法拉第暗区，（6）正辉区（即正辉柱），（7）阳极暗区，（8）阴极辉区。
如图1所示，其中正辉区是我们感兴趣的等离子区。
其特征是：气体高度电离；电场强度很小，且沿轴向有恒定值。
这使得其中带电粒子的无规则热运动胜过它们的定向运动。
所以它们基本上遵从麦克斯韦速度分布律。
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云南大学物理实验教学中心实验报告课程名称：普通物理实验实验项目：实验十气体放电中等离子体的研究学生姓名：马晓娇学号：20131050137 物理科学技术学院物理系 2013 级天文菁英班专业指导老师：何俊试验时间：2015 年 10 月 16 日 12 时 00 分至 2 时 00 分实验地点：物理科学技术学院实验类型：教学 (演示□验证□综合□设计□) 学生科研□课外开放□测试□其它□一、引言随着温度的不断升高,构成气体分子的原子将发生分裂,形成为独立的原子,如氮分子(2N )会分裂成两个氮原子(N),这种过程被称为气体分子的离解.如果再就能一步升高温度,原子中的电子就会从原子中剥离出来,成为带正电荷的原子核和带负电荷的电子,这个过程称为原子的电离.当这种电离过程频繁发生,使电子和离子的浓度达到一定的数值时,物质的状态也就起了根本变化,它的性质也就变得与气体完全不同.为区别于固体/液体和气体这三种状态,我们称物质的这种状态为物质的第四态,又起名等离子体.电离出的自由电子总的负电离与正离子总的正电量相等.等离子体宏观上称电中性.等离子体是由部分电子被剥夺后的原子及原子被电离后产生的正负离子组成的离子化气体状物质,它呈现出高度激发的不稳定态,其中包括离子/原子/电子和分子.等离子体是宇宙中常见的物质,在太阳/恒星/闪电中都存在等离子体,它占整个宇宙的99%.实验中对等离子体的研究是从放电开始的.朗缪尔和汤克斯首先引入”等离子体”这个名称.近年来等离子体物理的发展为材料/能源/信息/环境空间,物理空间/地球物理等科学的进一步发展提供了新的技术和工艺.二、实验目的1. 了解气体放电中等离子体的特性;2.用等离子体诊断技术测定等离子体的一些基本参量三、实验原理（一）等离子体及物理特性等离子体定义为包含大量正负带电粒子、而又不出现净空间电荷的电离气体；在等离子体中，带电粒子之间的库仑力是长程力，库仑力的作用效果远远超过带电粒子可能发生的局部短程碰撞效果，等离子体中的带电粒子运动时，能引起正电荷或负电荷局部集中，产生电场；电荷定向运动引起电流，产生磁场。
等离子体有一系列不同于普通气体的特性：（1）高度电离，是电和热的良导体，具有比普通气体大几百倍的比热容。
（2）带正电的和带负电的粒子密度几乎相等。
（3）宏观上是电中性的。
（二）等离子体的主要参量（1）电子温度e T 。
它是等离子体的一个主要参量，因为在等离子体中电子碰撞电离是主要的，而电子碰撞电离与电子的能量有直接关系，即与电子温度相关联。
（2）带电粒子密度。
电子密度为e n ，正离子密度为i n ，在等离子体中e i n n 。
N。
表征为维持等离子体的存在所需的能量。
（3）轴向电场强度LE。
（4）电子平均动能e（5）空间电位分布。
（三）稀薄气体产生的辉光放电本实验研究的是辉光放电等离子体。
辉光放电是气体导电的一种形态。
当放电管内的压强保持在10～102Pa时，在两电极上加高电压，就能观察到管内有放电现象。
辉光分为明暗相间的8个区域，在管内两个电极间的光强、电位和场强分布如图1所示。
8个区域的名称为（1）阿斯顿区，（2）阴极辉区，（3）阴极暗区，（4）负辉区，（5）法拉第暗区，（6）正辉区，（7）阳极暗区，（8）阳极辉区。
其中正辉区是等离子区。
（四）等离子体诊断测试等离子体的方法被称为诊断。
等离子体诊断有探针法，霍尔效应法，微波法，光谱法等。
本次实验中采用探针法。
探针法分单探针法和双探针法。
（1）单探针法。
探针是封入等离子体中的一个小的金属电极（其形状可以是平板形、圆柱形、球形）。
以放电管的阳极或阴极作为参考点，改变探针电位，测出相应的探针电流，得到探针电流与其电位之间的关系，即探针伏安特性曲线，如图2所示。
对此曲线的解释为：图1 图2 在ＡＢ段，探针的负电位很大，电子受负电位的排斥，而速度很慢的正离子被吸向探针，在探针周围形成正离子构成的空间电荷层，它把探针电场屏蔽起来。
等离子区中的正离子只能靠热运动穿过鞘层抵达探针，形成探针电流，所以ＡＢ段为正离子流，这个电流很小。
过了Ｂ点，随着探针负电位减小，电场对电子的拒斥作用减弱，使一些快速电子能够克服电场拒斥作用，抵达探极，这些电子形成的电流抵消了部分正离子流，使探针电流逐渐下降，所以ＢＣ段为正离子流加电子流。
到了Ｃ点，电子流刚好等于正离子流，互相抵消，使探针电流为零。
此时探针电位就是悬浮电位ＵF 。
继续减小探极电位绝对值，到达探极电子数比正离子数多得多，探极电流转为正向，并且迅速增大，所以ＣＤ段为电子流加离子流，以电子流为主。
当探极电位ＵP 和等离子体的空间电位ＵS 相等时，正离子鞘消失，全部电子都能到达探极，这对应于曲线上的Ｄ点。
此后电流达到饱和。
如果ＵP 进一步升高，探极周围的气体也被电离，使探极电流又迅速增大，甚至烧毁探针。
由单探针法得到的伏安特性曲线，可求得等离子体的一些主要参量。
对于曲线的ＣＤ段，由于电子受到减速电位(ＵP-ＵS)的作用，只有能量比ｅ(ＵP-ＵS)大的那部分电子能够到达探针。
假定等离子区内电子的速度服从麦克斯韦分布，则减速电场中靠近探针表面处的电子密度ｎe ，按玻耳兹曼分布应为⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=e s p e kT U U e n n )(exp 0 (1) 式中ｎo 为等离子区中的电子密度，Ｔe 为等离子区中的电子温度，ｋ为玻耳兹曼常数。
在电子平均速度为ve 时，在单位时间内落到表面积为Ｓ的探针上的电子数为：(2)将(1)式代入(2)式得探针上的电子电流：(3)其中 (4)对(3)式取对数(5) 其中常数=-e s o kT eU I ln故常数+=e pkT eU I ln (6)可见电子电流的对数和探针电位呈线性关系。
图3 图4作半对数曲线，如图3所示，由直线部分的斜率tg φ，可决定电子温度Te ：(7)若取以10为底的对数，则常数11600应改为5040。
电子平均动能Ｅe 和平均速度ve 分别为： kT E e 23= (8)e ee m kT v π8= (9)式中ｍe 为电子质量。
由(4)式可求得等离子区中的电子密度：ee o e o e kT m eS I v eS I n π24==(10)式中I0为ＵP ＝Ｕｓ时的电子电流，Ｓ为探针裸露在等离子区中的表面面积。
（2）双探针法。
双探针法是在放电管中装两根探针，相隔一段距离L 。
双探针法的伏安特性曲线如图4所示。
在坐标原点，如果两根探针之间没有电位差，它们各自得到的电流相等，所以外电流为零。
然而，一般说来，由于两个探针所在的等离子体电位稍有不同，所以外加电压为零时，电流不是零。
随着外加电压逐步增加，电流趋于饱和。
最大电流是饱和离子电流Is1、Is2。
双探针法有一个重要的优点，即流到系统的总电流决不可能大于饱和离子电流。
这是因为流到系统的电子电流总是与相等的离子电流平衡。
从而探针对等离子体的干扰大为减小。
由双探针特性曲线，通过下式可求得电子温度Ｔe ： 02121=⋅+⋅=U i i i i e dI dU I I I I k e T (11)式中ｅ为电子电荷，ｋ为玻耳兹曼常数，Ii1、Ii2为流到探针1和2的正离子电流。
它们由饱和离子流确定。
0U dUdI =是Ｕ＝０附近伏安特性曲线斜率。
电子密度ne 为： e se kT M eS I n 2= (12)式中Ｍ是放电管所充气体的离子质量，Ｓ是两根探针的平均表面面积。
Is 是正离子饱和电流。
四、实验仪器等离子体物理实验组合仪、接线板、电脑化X_Y 记录仪和等离子体放电管。
五、实验内容（一）单探针法1、仪器联线如图5所示。
2.放电管放电产生等离子体3.运行电脑化X_Y 记录仪数据采集软件描出U_I 特性4.运行等离子体实验辅助分析软件求得电子温度等主要参数。
图5（二）双探针法仪器联线如图6所示，操作过程与单探针法一致图6六、实验数据及处理（一）双探针法测量时采样电阻设定为500 ，放电电流设定为60mA。
计算机自动生成的测量结果如下。
（二）双探针法测量时采样电阻设定为500 ，放电电流设定为60mA。
计算机自动生成的测量结果如下。
实验指导老师签名学生签名实验指导老师填写1、实验记录是否完整准确□2、有无涂改抄袭现象□七、思考题1、气体放电等离子体有什么特性？等离子体是由部分电子被剥夺后的原子及原子被电离后产生的正负离子组成的离子化气体状物质,它呈现出高度激发的不稳定态,其中包括离子/原子/电子和分子.2、等离子体有哪些主要参量？（1）电子温度Ｔe。
它是等离子体的一个主要参量，因为在等离子体中电子碰撞电离是主要的，而电子碰撞电离与电子的能量有直接关系，即与电子温度相关联。
（2）带电粒子密度。
（3）轴向电场强度ＥL。
表征为维持等离子体的存在所需的能量。
（4）电子平均动能Ｅe。
（5）空间电位分布。
八、习题（1）探针法对探针有什么要求?对探针的一般要求是：1）电子和离子打到探针表面后被完全吸收，不会发生次级电子发射。
2）探针熔点较高，不会在放电过程中熔化。
3）探针不会与等离子体发生化学反应。
4）探针的线度适中：既要明显大于其表面的正离子鞘层的厚度，以减少正离子鞘层的厚度在测量过程中的变化造成的影响；又要小于离子和电子的自由程，减小对等离子体的干扰。
另外使用双探针法时，两探针应垂直于放电电流方向放置，使两个探针所在的等离子体电位尽量相同。
两个探针的间距不宜过近，以免两个探针表面的离子鞘相互干扰。
（2）分析误差原因，提出改进措施。
从实验数据来看，单探针法与双探针法的测量结果存在一定差异。
单探针法存在明显的误差。
明显的线性增大区和拐点，并且电流不能达到饱和，持续增加。
其原因是离子鞘层的厚度随ＵP增大而改变，造成探针等效表面积改变，从而使到达探针表面的电子数偏离理论值。
另外当探极电位ＵP接近等离子体的空间电位ＵS时，由于探针的边缘效应，事实上离子鞘层的厚度随ＵP增大而增大，其结果是探针等效表面积增大，探针电流也持续增大，在本实验条件下不能达到饱和。
对于双探针法，由于探针为平行板，离子鞘层的厚度对探针等效表面积的影响不大，因此离子鞘层的厚度改变对实验结果的影响也不明显。
综上，双探针法的测量结果更准确。
对于单探针法，可作如下改进：适当选取探针的表面积，同时减小离子和电子的浓度，增大其平均自由程。
教师评语：签字：备注：。