и соответствующий критерий аналогии, известный как число Льюиса (Le)
.
При изучении процесса диффузии или теплопроводности с помощью электрических аналогов необходимо от детерминированной среды перейти к дискретной через набор элементов электрической схемы, подобранных специальным образом для конкретно решаемой задачи.
13.2. Аналогии между потенциальными полями и полями линий тока
Для стационарных процессов уравнения переноса трансформируются в очевидные дифференциальные выражения
,
,
.
То
есть поле температуры, электрическое поле и поле концентрации диффундирующего
вещества подчиняются одному и тому же дифференциальному уравнению, известному
как уравнение Лапласа, описывающее так же потенциал и электрическое поле при
отсутствии объемных зарядов ().
13.3. Траектории заряженных частиц в магнитных полях
Траектории
заряженных частиц, помещенных в постоянное магнитное поле, можно представить с
помощью аналогии с равновесной формой натянутой проволочки, по которой течет
ток, помещенной в это поле. Запишем уравнение движения частицы, обладающей
импульсом
,
где
– заряд;
–
скорость носителей заряда;
– магнитная
индукция.
Представим
траекторию частицы как функцию длины дуги ,
тогда с учетом равенств
;
;
;
получим уравнение траектории частицы
.
На
элемент длины проводника, по которому
течет ток
, действует сила, равная
.
При
наличии равновесия эта сила должна быть равна силе натяжения
нити. Причем равновесие соблюдается для любого элемента проволоки. Результирующая
сила зависит от кривизны элемента и задается соотношением
.
Условие
равновесия позволит нам получить уравнение дуги
изгиба проволоки
.
Таким образом, траектория заряженной частицы и форма проволоки описываются одной и той же кривой, если выбраны одинаковые начальные условия
.
ЛЕКЦИЯ 14
Подобие плазменных процессов
14.1. Подобие в газовом разряде
Плазменные
явления относятся к достаточно сложным физическим явлениям для их опытного
изучения. Поэтому роль подобия процессов в них при познании характерных
особенностей явления достаточно велика. Уже на ранних стадиях изучения
образования и поведения плазмы Таунлид сравнил геометрически подобные газовые
разряды, что позволило установить его общие закономерности. Геометрическое
подобие разряда в газах предполагает, что средние длины свободного пробега
носителей зарядов и нейтральных частиц описываются одним и тем же коэффициентом
подобия . Известно, что величина
обратно пропорциональна концентрации
(плотности газа
), то должно выполняться соотношение
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.