Для того чтобы провести вычисление,
предположим, что отношение не зависит от
относительной скорости. С учетом определения диффузионной скорости (3.19b)
и температуры
(
3.48)
получим
.
(3.49)
Вычислим среднюю энергию, теряемую падающей частицей в результате упругих
столкновений со всеми частицами- мишенями
.
(3.50а)
Окончательно получим
,
(3.50б)
или, деля на получим
.
(3.50в)
По порядку величины второй член в формуле (3.50в) равен
.
Отношение - отношение диффузионной скорости любой
компоненты столкновительного газа к тепловой обычно очень мало и второй член
значительно меньше единицы. Поэтому из соотношения (3.50в) приближенно имеем
.
(3.51)
Формула (3.51) хорошо
выполняется для столкновений электронов с атомами. В случае же столкновения
электронов с молекулами нужно учитывать влияние неупругих столкновений
(связанных с возбуждением внутренних степеней свободы молекулы). Для этого
можно ввести коэффициент неупрогой потери энергии и
записать среднюю энергию, теряемую одним электроном за одно столкновение, в
виде
.
(3.52)
Экспериментальные значения для различных молекулярных газов лежат в
диапазоне величин
и зависит от энергии электрона.
Аналогичным образом, как это было сделано для средней энергии, вычислим среднюю потерю импульса при упругом столкновении. Из соотношения (3.41) имеем
.
(3.53а)
Усредняя по углам рассеяния, получим
.
(3.53б)
Если опять предположить, не зависит от относительной скорости, то
потеря импульса падающей частицей, имеющей скорость
за одно
столкновение, усредненная по столкновениям со всеми частицами-мишенями, будет
равна
.
(3.53в)
Наконец, усредняя (3.53в) по всем падающим частицам, получим среднюю потерю импульса падающими частицами при одном упругом столкновении
. (3.54)
Средние сечение и частота электрон-ионных столкновений
Среднее сечение электрон-ионных столкновений с передачей импульса определяется следующим соотношением
. (3.55)
Здесь
,
(3.56)
- дебаевский радиус экранирования.
Поскольку соотношение (3.56) не зависит от массы сталкивающихся частиц, мы имеем
.
Соответствующая средняя
частота электрон-ионных столкновений с передачей импульса составляет
.
(3.57)
Приведем конкретные формулы для
вычислений , в единицах СИ:
,
(3.58а)
,
(3.58б)
,
(3.58в)
,
(3.58г)
.
(3.58д)
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.