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引言
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n昏2 1k p110t0鐾哪h 0F t1．e pJ触m眢e眦憎ted iI．h0II删mee_棚e_plate dieIectric hⅡ1彘r d疏kII臀(U=7．5 kV)首先收罗了300～800 nm范畴内的等离子体弧的发射光谱，如图3所示。发射谱中除了很强的氩原子谱线、较强的氮分子第二正带系谱线外，还呈现了较弱的OI 777．2啪谱线和OH谱带。
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eV时氧原子谱线强度最大。按照以上数据阐明可以获得引发氩原子所需电子能量最小．引发氮分子所需电子能㈣㈧洲蒌三瓣硼嘏I咧dl睫 雾鋈
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摘要丈量了大气压情况下氩气空心针一板放电等离子体华夏子与分子谱线强度的空间漫衍，阐明白等离子体中电子能量的空间漫衍。尝试操作空心针一板放电装置，获得了约3 cm长的放电等离子体弧。在300～800帆范畴内收罗发射光谱，发明白强度较高的Ar I谱线、Nz第二正带系谱线c 3皿(，=o)-+B 3皿(，=0)以及强度较弱的0I谱线。尝试丈量了N2谱线(337．1，357．6及380．4哪)、氩原子谱线(696．54，763．5l，772．42及794．82 nm)和oI 777．2m谱线强度的空间漫衍，功效表白：氨分子谱线强度由弧根开始逐渐升高．当间隔弧根12 mm时强度到达最大值并开始下降；氩原子谱线强度由弧根到弧梢逐渐低落；氧原子谱线强度从弧根开始逐渐升高，当间隔弧根6 r衄·时强度到达最大值并开始下降。定性地接头了等离子体弧中电子能量漫衍，发明间隔弧根为6 mm处电子能量最高，而弧根处电子能量最低。
1尝试装置
Ar+e。一Ar。+P (1)
接着丈量r ArI谱线、第二正带系以及oI谱线沿等离子体弧的空间漫衍，功效如图4所示。由图显见：ArI谱线强度由弧根到弧梢逐渐减小；N2第二正带系谱线由弧根开始逐渐加强，当间隔孤根为12衄时到达最大值后开始下降；oI谱线强度由弧根开始逐渐升高，当间隔弧根为6mm时强度到达最大值后开始下降。
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Nz+P‘一N；+P (2)
量较大，解离氧分子并引发氧原子所需的电子能量最大。从图4(a)可以看出氩原子谱线强度由弧根到弧梢逐渐削弱，说明能量在13～15 eV范畴内的电子数目在淘汰。图4(b)中氮分子谱线强度由弧根开始逐渐增加，当间隔弧根为12 mm时强度到达最大然后开始下降，说明能量在17～18 eV范畴内的电子数日由弧根逐渐增加，到12姗时电子数目到达最大然后开始下降。在图4(c)中氧原子谱线强度先增加后减小，说明能量在25～26 eV范畴内的电子数日由弧根开始逐渐增加，当间隔弧根为6 mm时数目到达最大后跟着间隔的增加具有高能最的电子数目开始下降。以上阐明表白：弧根处电子能量最低，间隔弧根6 lnm处电子能量最高，间隔弧根12 mm处能量介于两者之间。
氧原子谱线则是由高能电子先离解氧分子发生氧原子，然后高能电子再与氧原子碰撞使氧原子跃迁到引发态，引发态氧原子跃迁回基态可能亚稳态的同时释放出光能。引发进程可用下式暗示
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连年来，针板放电由于其在质料外貌改性、灭菌消毒、臭氧合成及污染节制等规模遍及的应用前景引起了人们的极大乐趣口1]。在质料外貌改性中，当针板放电发生的等离子体打仗到质料外貌时，质料外貌的化学键被较高能量的电子断裂后，再与等离子体中其他粒子形成化合物，从而使质料外貌性质产生改变。由此可见，在举办质料外貌处理惩罚时等离子体中电子的能量巨细是个很要害的因素：假如电子能量太大则容易损伤质料，太小则不能到达质料外貌改性的目标。
收稿日期：2011_02—27．修订日期：2011_06_28基盒项目：国度自然科学基金项目(10975043)和河北省自然科学基金项目<A2010000185)扶助作者简介：董丽芳，女，1963年生．河北大学物理科学与技能学院传授e皿越l：dongIf@m札hh edu∞万方数据第12期 光谱学与光谱阐明 32ll
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万方数据3212 光谱学与光谱阐明 第31卷
尝试装置如图1所示。空心不锈钢针的内、外径别离为1和1．3IIⅡ11，通过50n的电阻接地。事情时氩气由质量流量节制器节制并导人空心针。直径8 cm的圆柱形铜块作为另一电极，其周围用绝缘塑料包裹，通过一接线柱接交换电源的高压端，其上端用厚度为1．5 rrm的玻璃板包围。空心针结尾到玻璃板的间隔为4．5 cm。交换电源的频率为40kHz，其峰值电压在o～12 kV范畴内持续可调。高压探头(Tektr0Ilix P6015A，1000Xd)用来丈量电压．由数字示波器(Agiknt．Ds06054A，500 MHz)记录并储存。放电等离子体发出的光，经焦距为10 cm的透镜会聚后由光纤导入光谱仪(型号：A口r0N sP_2785，1 340×400 pixels)，通过计较机节制收罗并存储。
研究了大气压情况下氩气空心针一板放电等离子体中的原子空间漫衍。操作空心针一板装置获得了长度约莫为3 cm的放电等离子体弧。尝试收罗了波长在300～800 nrn范畴内的发射光谱，发明白强度较大的m I谱线、N2第二正带系谱线C 3Ⅱu(p7=o)一B 3Ⅱg(∥=o)以及强度较弱的0I谱线、0H自由基的谱带。尝试选取并阐明白337．1，357．6和380．4啪氮分子谱线和696．54，763．51，772．42和794．82咖四条氩原子谱线以及777．2 nrn的0I谱线的强度，获得了这些谱线强度的空间漫衍。尝试发明：氮分子谱线强度由弧根开始逐渐升高，当间隔弧根12 mm时强度到达最大值并开始下降；氩原子谱线强度由弧根到弧梢逐渐低落；氧原子谱线强度从弧根开始逐渐升高，当间隔弧根6 n吼时强度到达最大值并开始下降。由谱线强度的空间漫衍定性地接头了等离子体弧中电子能量漫衍纪律，发明弧根处能量最低。
氩原子与氮分子谱线的发生是由高能电子与基态氩原子和氮分子碰撞，使它们的基态得到能量跃迁到引发态，由引发态再跃迁到基态或亚稳态的同时释放出光能。引发进程可用下式暗示
要害词等离子体弧；空间漫衍；电子能量
2功效与接头
3结论
众所周知，原子或分子谱线的强度与上能级粒子数成正比，而上能级粒子数与碰撞截面成正比，碰撞截面与电子能量有关。由文献[5]和[6]可知，当电子能量别离为13～15eV和17～18 eV时，氩原子和氮分子碰撞引发截面最大．此时对应的氩原子和氯分子上能级粒子数最多，谱线强度最大。由文献[7]可知当电子能量为17～18 eV时氧原子碰撞引发截面最大，此时对应的氧原子上能级粒子数最多，由于解离氧分子所需电子能量为8．4 eV，所以当电子总能量为25～26
间隔弧根为6 mm处电子能世最高。本功效对付大气压非均衡等离子体在质料处理惩罚和理论研究方面具有必然的指导意义。
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因此弄清楚等离子体弧中电子能量漫衍纪律，对其应用具有十分重要的意义。可是据我们所知，对付等离子体弧中电子能量的漫衍研究少见报道。本事情操作空心针一板放电装置发生了大气压等离子体弧，通过丈量其上各点的Ar I谱线、N2第二正带系谱线和O I谱线的相对强度，获得了谱线强度的空间漫衍，阐明白等离子体中的电子能量漫衍。
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尝试时向空心针中通人氩气且把气体流速节制在8．5mL·面n，当外加正弦交换电压峰值为7．5 kV时，针板问形成约3 cm长的等离子体弧，如图2所示。
