5 . 3 . T E O R I A K A N A AO W A ( S T R I M E R O W A )
P r z y d u |y c h c i [n i e n i a c h l u b d u |y c h o d s t p a c h e l e k t r o d , g d y
i l o c z y n p "a > 1 0 3 P a "m m e c h a n i z m w y Ba d o w a n i a p r z e b i e g a i n a c z e j n i |
w y n i k a t o z t e o r i i T o w n s e n d a . R w n i e | w t y m z a k r e s i e p "a , w k t r y m
m e c h a n i z m w y Ba d o w a n i a w y j a [n i a s i w o p a r c i u o t e o r i T o w n s e n d a ,
t r u d n o j e s t o b j a [n i r e j e s t r o w a n e d o [w i a d c z a l n i e c z a s y f o r m o w a n i a
w y Ba d o w a n i a w z a k r e s i e 1 0 - 7 s i m n i e j s z e . Z a t e m n i e z g o d n o [c i t e
w y m a g a j i n n e g o w y t Bu m a c z e n i a . W t y m c e l u o p r a c o w a n o t z w .
k a n a Bo w t e o r i w y Ba d o w a D, w e d Bu g k t r e j l a w i n a e l e k t r o n w
z a i n i c j o w a n a a k t e m f o t o e m i s j i n a k a t o d z i e , p o u t w o r z e n i u d o s t a t e c z n i e
d u |e g o Ba d u n k u p r z e s t r z e n n e g o p r z e c h o d z i w w y Ba d o w a n i e k a n a Bo w e
r o z p r z e s t r z e n i a j c e s i z d u | p r d k o [c i w k i e r u n k u o b u e l e k t r o d .
Aa d u n e k e l e k t r o n w w c z o l e l a w i n y z w i k s z a s i w y k Ba d n i c z o
e "x , g d z i e x j e s t o d l e g Bo [c i o d k a t o d y . N a r y s u n k u 5 . 1 2 a p o k a z a n o , j a k
Ba d u n e k t e n j e s t r o z Bo |o n y w p r z e s t r z e n i .
W g B w c e l a w i n y j e s t
u j e m n y Ba d u n e k e l e k t r o n w
p o z o s t a w i a j c z a s o b Ba d u n e k
d o d a t n i . W s k u t e k d y f u z j i
e l e k t r o n w , p r z y r u c h u l a w i n y w
k i e r u n k u a n o d y , r o [n i e j e j p r z e k r j
p o p r z e c z n y . L a w i n a p r z y b i e r a
k s z t a Bt s t o |k a s k i e r o w a n e g o
p o d s t a w k u a n o d z i e .
E k s p e r y m e n t a l n i e s t w i e r d z o n o s z e r o k o [ l a w i n a | d o 1 2 m m , a
p r d k o [c i d y f u z j i p o p r z e c z n e j s r z d u 1 0 2 m m / s , p r z y n a t |e n i a c h p o l a
z e w n t r z n e g o K / p = 3 0 V / P a "m i c i [n i e n i u 5 3 . 3 k P a ( o k . 0 . 5 a t m ) .
D o [w i a d c z a l n i e u s t a l o n o , |e p r z y d o s t a t e c z n i e d u |y m i l o r a z i e
K / p , g d y l a w i n a p r z e b y Ba d r o g t a k , |e "x o s i g n Bo w a r t o [ 1 8 2 0 ,
c z y l i |e j e d e n e l e k t r o n r o z w i n B s i w l a w i n o l i c z n o [c i :
8 9
n = e 1 8 2 0 H" 1 0 1 0
e l e k t r o n w t o w w c z a s o d c z o Ba l a w i n y
z a c z y n a s i r o z w j k a n a Bu w y Ba d o w c z e g o
z a r w n o k u a n o d z i e j a k i k u k a t o d z i e , a
p r d k o [ r o z w o j u t e g o w y Ba d o w a n i a r o [n i e
n i e m a l d z i e s i c i o k r o t n i e w p o r w n a n i u z
p r d k o [c i l a w i n y p i e r w o t n e j . P r z y c z y n
t e g o j e s t z n i e k s z t a Bc e n i e p i e r w o t n e g o ,
z e w n t r z n e g o r w n o m i e r n e g o p o l a
e l e k t r y c z n e g o p r z e z Ba d u n e k p r z e s t r z e n n y
l a w i n y ( r y s . 5 . 1 2 b ) , n a t o m i a s t s k o k p r d k o [c i
i p r z e m i a n a l a w i n y w k a n a B w y Ba d o w c z y
n a s t p u j e w c h w i l i , g d y p o l e o d Ba d u n k u
p r z e s t r z e n n e g o w c z o l e l a w i n y o s i g a
w a r t o [ n a t |e n i a p o l a z e w n t r z n e g o .
D o j r z a B l a w i n o l i c z n o [c i e l e k t r o n w r z d u 1 0 9 , p o r o z w i n i c i u
s i w k a n a B w y Ba d o w c z y n a z y w a s i s t r i m e r e m ( a n g . s t r e a m e r ) . K a n a B
s t r i m e r a j e s t t o s Ba b o p r z e w o d z c a ( n i s k o t e m p e r a t u r o w a ) p l a z m a .
G d y l a w i n a p r z e m i e n i s i w s t r i m e r t o w y Ba d o w a n i e j e s t z d o l n e
r o z w i j a s i d a l e j s a m o i s t n i e , b e z z e w n t r z n e g o c z y n n i k a j o n i z u j c e g o .
Z a t e m w a r u n e k p o w s t a n i a s t r i m e r a n a l e |y t r a k t o w a j a k o w a r u n e k
s a m o i s t n o [c i w y Ba d o w a n i a . P r d k o [ r o z w o j u s t r i m e r a j e s t 1 0 5 0 -
k r o t n i e w i k s z a o d p r d k o [c i d r y f u e l e k t r o n w . T a c a Bk o w i t a z m i a n a
i l o [c i o w a m e c h a n i z m u w y Ba d o w a n i a t Bu m a c z o n a j e s t e m i s j f o t o n w z
c z o Ba l a w i n y . E m i s j a f o t o n w z a c h o d z i p r z y p o w r o c i e w z b u d z o n y c h
u p r z e d n i o e l e k t r o n w n a n i |s z e p o z i o m y e n e r g e t y c z n e .
W p o c z t k o w y m s t a d i u m r o z w o j u l a w i n y , p r z e s t r z e n n a g s t o [
Ba d u n k w e l e k t r o n w i j o n w d o d a t n i c h j e s t n a t y l e m a Ba , |e n i e m a
p o t r z e b y u w z g l d n i a z n i e k s z t a Bc e D p o l a z e w n t r z n e g o . Z r o s n c
g s t o [c i Ba d u n k w d o d a t n i c h i u j e m n y c h , p r z y r u c h u l a w i n y , z e w n t r z n e
p o l e e l e k t r y c z n e j e s t c o r a z t o b a r d z i e j d e f o r m o w a n e , w t e n s p o s b , |e
z a r w n o p r z e d c z o Be m l a w i n y j a k i z t y Bu l a w i n y n a s t p u j e w z r o s t
n a t |e n i a p o l a ( r y s . 5 . 1 2 b ) .
W o b s z a r a c h o w i k s z y c h n a t |e n i a c h p o l a i n t e n s y w n o [
j o n i z a c j i s z y b k o r o [n i e , c o p r z y s p i e s z a , o c z y w i [c i e , d a l s z d e f o r m a c j
p o l a i t d . M i d z y o b s z a r a m i z w i k s z o n y c h n a t |e D p o l a i s t n i e j e o b s z a r ,
g d z i e n a t |e n i a z k o l e i m a l e j , c o p r o w a d z i d o p o w s t a n i a q u a s i -
o b o j t n e g o e l e k t r y c z n i e Ba d u n k u p r z e s t r z e n n e g o . J e s t t o o b s z a r g d z i e
w y s t p u j j e d n a k o w e i l o [c i Ba d u n k w o b u z n a k w , c z y l i p l a z m a . J e [l i
t e r a z l a w i n a o s i g n i e p o s t a d o j r z a B 1 0 9 , e l e k t r o n w t o i n t e n s y w n o [
p r o m i e n i o w a n i a u l t r a f i o l e t o w e g o w c z o l e l a w i n y w z r o [n i e n a t y l e , |e w
o d l e g Bo [c i r m o |e s i w s k u t e k f o t o j o n i z a c j i u w o l n i e l e k t r o n . T e n a k t
f o t o j o n i z a c j i z a c h o d z i w o b s z a r z e p o l a z n i e k s z t a Bc o n e g o p r z e z Ba d u n e k
l a w i n y , a w i c p o l a o i n t e n s y w n o [c i z n a c z n i e w i k s z e j n i | p o l e
z e w n t r z n e . E l e k t r o n t e n j e s t w i c w z n a k o m i t y c h w a r u n k a c h , b y
z a p o c z t k o w a j o n i z a c j z d e r z e n i o w i n o w l a w i n .
P o n i e w a | w s p Bc z y n n i k j o n i z a c j i z d e r z e n i o w e j r o [n i e w
f u n k c j i n a t |e n i a p o l a , z a t e m t a d r u g a l a w i n a o s i g n i e t e n s a m s t o p i e D
r o z w o j u c o p i e r w s z a p o p r z e b y c i u d r o g i "r m n i e j s z e j n i | d r o g a x o , k t r
p r z e b y Ba l a w i n a p i e r w o t n a ( r y s . 5 . 1 3 ) . P r z e s t r z e D m i d z y c z o Be m
p i e r w o t n e j l a w i n y a k o Dc e m l a w i n y w t r n e j w y p e Bn i a j e l e k t r o n y l a w i n y
p i e r w o t n e j i j o n y d o d a t n i e l a w i n y w t r n e j d a j c w s u m i e k a n a B
p l a z m o w y . D r u g a l a w i n a w y s y Ba j c f o t o n y p o w o d u j e t r z e c i , t r z e c i a
c z w a r t i t d . , a | u t w o r z y s i s t r i m e r , k t r y m a p r d k o [ ( r + "r ) / "r -
k r o t n i e w i k s z n i | p r d k o [ s a m o t n e g o e l e k t r o n u w c z o l e s t r i m e r a .
P o o s i g n i c i u a n o d y c a By o d s t p o d p i e r w o t n e j l a w i n y d o a n o d y
j e s t z w a r t y p r z e w o d z c y m k a n a Be m . C a Be n a p i c i e o d Bo |y s i w i c
m i d z y p o c z t k i e m t e g o k a n a Bu a k a t o d . O s t a t n i m s t a d i u m
w y Ba d o w a n i a j e s t r o z w j t e g o k a n a Bu k u k a t o d z i e c o o d b y w a s i z d u |
p r d k o [c i r z d u 1 0 6 m / s .
N a p i c i e , p r z y k t r y m l a w i n a o s i g a s t a n k r y t y c z n y ( 1 0 9
e l e k t r o n w ) d o p i e r o t u | p r z y a n o d z i e n a z y w a s i s t a t y c z n y m n a p i c i e m
p r z e s k o k u . P r z y t y m n a p i c i u z a c h o d z i p r z e j [c i e o d m e c h a n i z m u
T o w n s e n d a d o m e c h a n i z m u k a n a Bo w e g o . P r z y n a p i c i u s t a t y c z n y m
s t r i m e r , w p o l u r w n o m i e r n y m , p r z e m i e s z c z a s i o d a n o d y d o k a t o d y .
C z a s r o z w o j u i s k r y j e s t w w c z a s w p r z y b l i |e n i u r w n y c z a s o w i
p o t r z e b n e m u n a p r z e j [c i e l a w i n y p i e r w o t n e j o d k a t o d y d o a n o d y g d y |
n a s t p u j c e p zn i e j w y Ba d o w a n i e k a n a Bo w e o d b y w a s i d u |o s z y b c i e j i
c z a s j e g o r o z w o j u m o |n a p o m i n .
J e [l i d o p r o w a d z i d o e l e k t r o d n a p i c i e w y |s z e o d s t a t y c z n e g o t o
p i e r w o t n a l a w i n a d o j r z e j e n a d r o d z e z n a c z n i e k r t s z e j ( n a d Bu g o p r z e d
d o j [c i e m l a w i n y d o a n o d y ) i s t r i m e r p o w s t a n i e w p r z e s t r z e n i
m i d z y e l e k t r o d o w e j r o z r a s t a j c s i n a s t p n i e w o b u k i e r u n k a c h . P o
o s i g n i c i u e l e k t r o d Ba d u n k i c z B u l e g a j z o b o j t n i e n i u i m i d z y
e l e k t r o d a m i p o w s t a j e w s t g o w y k a n a B d o b r z e p r z e w o d z c e j p l a z m y ,
d a j c w e f e k c i e i s k r e l e k t r y c z n . P o n i e w a | r o z w j s t r i m e r a j e s t d u |o
s z y b s z y n i | r o z w j p i e r w o t n e j l a w i n y s t d c z a s y r o z w o j u w y Ba d o w a n i a
p r z y w y |s z y c h n a p i c i a c h s z n a c z n i e k r t s z e i m a l e j z e w z r o s t e m
n a p i c i a .
T e o r i a k a n a Bo w a t Bu m a c z y r w n i e | p o w s z e c h n i e z n a n c e c h
w y Ba d o w a D w g a z a c h , j a k j e s t z y g z a k o w a t o [ d r o g i w y Ba d o w a n i a .
W y n i k a t o p o p r o s t u z p r z y p a d k o w o [c i i n i c j o w a n i a k o l e j n y c h l a w i n
p r z e d c z o Be m l a w i n y d o j r z a Be j . W s z y s t k i e k i e r u n k i p r o m i e n i o w a n i a
[w i a t Ba l a w i n y s b o w i e m j e d n a k o w o u p r z y w i l e j o w a n e , a o g r a n i c z e n i e
p r z e s t r z e n n e j e s t n a r z u c o n e j e d y n i e p r z e z o b s z a r y z w i k s z o n e g o
n a t |e n i a p o l a e l e k t r y c z n e g o p r z e d c z o Be m l a w i n y .
5 . 4 . U K AA D Y O P O L U N I E R W N O M I E R N Y M ( U K AA D Y O S T R Z O W E )
T y p o w y m u k Ba d e m o p o l u e l e k t r y c z n y m s i l n i e n i e r w n o m i e r n y m
j e s t u k Ba d o s t r z e - p By t a . P o n i e w a | u k Ba d t e n z e w z g l d u n a t o , i |
c h a r a k t e r y z u j e s i n a j m n i e j s z w y t r z y m a Bo [c i e l e k t r y c z n p r z y
d o d a t n i e j b i e g u n o w o [c i o s t r z a ( r y s . 5 . 1 4 ) , z o s t a B p r z y j t y z a m o d e l o w y
u k Ba d o d n i e s i e n i a , t o r w n i e | n a p r z y k Ba d z i e t e g o u k Ba d u p o n i |e j
r o z p a t r z o n o r |n i c e w m e c h a n i z m i e w y Ba d o w a D w z g l d e m m e c h a n i z m u
o m w i o n e g o w p o p r z e d n i c h r o z d z i a Ba c h d l a u k Ba d w o p o l u
r w n o m i e r n y m .
N a r y s u n k u 5 . 1 5 p o k a z a n o u k Ba d o s t r z e p By t a o p r o m i e n i u
z a o k r g l e n i a o s t r z a r , o d s t p i e e l e k t r o d a o r a z n a p i c i u m i d z y
e l e k t r o d a m i U . N a p o w i e r z c h n i p r t a n a t |e n i e p o l a e l e k t r y c z n e g o K j e s t
z n a c z n i e w i k s z e n i | p r z y p By c i e i m o |n a p o w i e d z i e , |e j e s t o n o
p r o p o r c j o n a l n e d o i l o r a z u n a p i c i a i p r o m i e n i a
U
K 0 ~
r
N a t o m i a s t w p r z e s t r z e n i
m i d z y e l e k t r o d o w e j p o l e
e l e k t r y c z n e j e s t o d w r o t n i e
p r o p o r c j o n a l n e d o k w a d r a t u
o d l e g Bo [c i o d p o w i e r z c h n i o s t r z a
1
K x ~ K 0 "
x 2
Z a l e |n o [ n a t |e n i a K x o d
o d l e g Bo [c i x o d p o w i e r z c h n i o s t r z a
p o d a j e r y s u n e k 5 . 1 6 a . W s p Bc z y n n i k
j o n i z a c j i z d e r z e n i o w e j j e s t w i k s z y o d
z e r a t y l k o w o b s z a r a c h g d z i e j e s t
s p e Bn i o n y ( w w a r u n k a c h n o r m a l n y c h )
w a r u n e k K > 2 1 k V / c m ( p a t r z r o z d z .
5 . 2 . 1 ) . Z a t e m i s t n i e j e p e w n e x 0 , p o z a
k t r y m = 0 . P o n i e w a | w s p Bc z y n n i k
j o n i z a c j i z d e r z e n i o w e j j e s t
p r o p o r c j o n a l n y d o n a t |e n i a p o l a
e l e k t r y c z n e g o K , z a t e m w y k r e s
z a l e |n o [c i o d o d l e g Bo [c i x o d
p o w i e r z c h n i o s t r z a m o |e w y g l d a j a k
n a r y s . 5 . 1 6 b . J e [l i c a Bk a z w z o r u ( 5 . 2 4 )
( c z y l i p o l e p o d k r z y w z r y s . 5 . 1 6 b ) m a
w a r t o [ w y s t a r c z a j c o d u | t o n a s t p i
w y Ba d o w a n i e s a m o i s t n e .
Z a t e m w a r u n k i e m w y Ba d o w a n i a s a m o i s t n e g o j e s t t e r a z :
x 0
# #
1
#
( 5 . 3 5 )
+""d x = l n #1 + #
#
# #
0
J e d n a k |e w y Ba d o w a n i e
s a m o i s t n e w u k Ba d z i e z p o l e m
n i e r w n o m i e r n y m n i e j e s t
r w n o z n a c z n e z p r z e s k o k i e m ,
j a k t o b y Bo w u k Ba d a c h p Ba s k i c h .
W u k Ba d a c h o p o l u
n i e r w n o m i e r n y m i s t n i e j
p o [r e d n i e f o r m y w y Ba d o w a D j a k
u l o t , s n o p i e n i e i d o p i e r o
p r z e s k o k ( r y s . 5 . 1 7 ) .
P o w y |s z e u w a g i s s Bu s z n e n i e z a l e |n i e o d t e g o j a k a j e s t
b i e g u n o w o [ e l e k t r o d y o s t r z o w e j . J e d n a k |e m e c h a n i z m w y Ba d o w a D n a l e |y
r o z p a t r z y o d d z i e l n i e d l a k a |d e j z b i e g u n o w o [c i p o t e n c j a Bu e l e k t r o d y
p r t o w e j .
1 . P r t m a b i e g u n o w o [ u j e m n . E m i s j a e l e k t r o n w z o s t r z a , w y w o Ba n a
z e w n t r z n y m i t w a r d y m i f o t o n a m i z a p o c z t k o w u j e r o z w j l a w i n . N a p i c i e
j e s t o d p o w i e d n i o w y s o k i e , b y s t r e f a x 0 b y Ba w i k s z a o d z e r a ( r y s . 5 . 1 6 b )
l e c z n a t y l e n i s k i e , b y s t r e f a t a b y Ba m n i e j s z a o d o d s t p u e l e k t r o d a . J e [l i
w a r u n e k s a m o i s t n o [c i ( 5 . 3 5 ) n i e j e s t s p e Bn i o n y t o l a w i n y z a n i k a j i
w y Ba d o w a D n i e m a . S p e Bn i e n i e w a r u n k u s a m o i s t n o [c i t o w a r u n e k
z a p o c z t k o w a n i a w y Ba d o w a D u l o t o w y c h ( r y s . 5 . 1 7 ) . P r z y z a p o c z t k o w a n i u
s n o p i e n i a , n i e k t r e z l a w i n z a c z y n a j d o j r z e w a ( o s i g a j c 1 0 9 e l e k t r o n w )
i p r z e m i e n i a j s i w s t r i m e r y . S t r i m e r y t r a f i a j d o o b s z a r u s Ba b e g o p o l a
e l e k t r y c z n e g o i p o p r z e j [c i u p e w n e j d r o g i z a n i k a j . L a w i n y d o c h o d z
n a j w y |e j d o x 0 n a t o m i a s t s t r i m e r y d e f o r m u j c p o l e w Ba s n y m Ba d u n k i e m
( r y s . 5 . 1 2 ) p r z e c h o d z d a l e j n i e o s i g a j c o d l e g Bo [c i a . D a l s z e z w i k s z a n i e
n a p i c i a p r o w a d z i d o r o z s z e r z e n i a s t r e f y s t r i m e r w i w e f e k c i e d o
p r z e s k o k u .
2 . P r t m a b i e g u n o w o [ d o d a t n i . P r z y o s t r z u d o d a t n i m f o t o e m i s j a
w y s t p i n i e m o |e . J e d n a k u l o t z o s t r z a d o d a t n i e g o r w n i e | z a c h o d z i .
J e [l i w o b s z a r z e s i l n e g o p o l a e l e k t r y c z n e g o w p o b l i |u o s t r z a , c z y l i w
s t r e f i e p o n i |e j o d l e g Bo [c i x 0 o d o s t r z a , z o s t a n i e w s k u t e k f o t o j o n i z a c j i
w y w o Ba n e j z e w n t r z n y m f o t o n e m w y z w o l o n y e l e k t r o n t o m o |e p o w s t a
l a w i n a s k i e r o w a n a k u o s t r z u . W a r u n k i i n i c j o w a n i a t y c h l a w i n s j e d n a k
b a r d z o t r u d n e , g d y | e n e r g i a j o n i z a c j i c z s t e k g a z u ( r o z d z . 5 . 1 . 6 , t a b . 7 )
j e s t z n a c z n i e w y |s z a o d p r a c y w y j [c i a z m e t a l u ( r o z d z . 5 . 1 . 5 ) c z y l i
E j > E w , w i c :
+ -
U 0 > U 0 ( 5 . 3 6 )
+ -
g d z i e : U 0 - n a p i c i e p o c z t k o w e u l o t u z e l e k t r o d y d o d a t n i e j , U 0 - n a p i c i e p o c z t k o w e
u l o t u z e l e k t r o d y u j e m n e j .
J e d n a k |e w a r u n k i r o z w o j u l a w i n s , w p r z y p a d k u o s t r z a
d o d a t n i e g o , z n a c z n i e l e p s z e b o w i e m l a w i n a p o r u s z a s i w k i e r u n k u
w r a s t a j c y c h w a r t o [c i n a t |e n i a p o l a e l e k t r y c z n e g o c z y l i p r z y r o s n c e j
w a r t o [c i w s p Bc z y n n i k a j o n i z a c j i z d e r z e n i o w e j . Z a t e m w p r z y p a d k u
o s t r z a d o d a t n i e g o s z n a c z n i e l e p s z e w a r u n k i p r z e m i a n y l a w i n y w
s t r i m e r , s t d :
+ -
U s n < U s n
( 5 . 3 7 )
+ -
U < U
p p
+ -
g d z i e : U s n - n a p i c i e s n o p i e n i a d l a o s t r z a d o d a t n i e g o , U s n - n a p i c i e s n o p i e n i a d l a o s t r z a
+ -
u j e m n e g o , U p - n a p i c i e p r z e s k o k u d l a o s t r z a d o d a t n i e g o , U p - n a p i c i e p r z e s k o k u d l a
o s t r z a u j e m n e g o .
T a k w i c w u k Ba d z i e o s t r z e - p By t a n a p i c i e p o c z t k o w e u l o t u j e s t
n i |s z e p r z y o s t r z u u j e m n y m n a t o m i a s t n a p i c i e s n o p i e n i a i n a p i c i e
p r z e s k o k u s n i |s z e p r z y o s t r z u d o d a t n i m . R |n i c e d o c h o d z d o 4 0 % .
P r z y n a p i c i u p r z e m i e n n y m u l o t z a c z y n a s i w p Bo k r e s i e u j e m n y m n a
o s t r z u n a t o m i a s t p r z e s k o k w y s t p u j e , g d y n a o s t r z u j e s t p Bo k r e s
d o d a t n i . P o n i e w a | u d a r y n a p i c i o w e s p r z e b i e g a m i u n i p o l a r n y m i , w i c
w s z y s t k i e p o w y |s z e u w a g i d o t y c z r w n i e | n a p i u d a r o w y c h .
N i e c o i n n y m j e s t j e s z c z e p r o b l e m w y Ba d o w a D w b a r d z o d u |y c h
o d s t p a c h p o w i e t r z n y c h ( w i e l o m e t r o w y c h ) , g d z i e o d g r y w a j j u | r o l
p r o c e s y t e r m o j o n i z a c j i . W p r z y p a d k u d u |y c h o d s t p w p o w i e t r z n y c h ,
c z y l i d l a t z w . i s k r y d Bu g i e j w y s t p u j d w a s t a d i a w y Ba d o w a D
1 . w y Ba d o w a n i e w s t p n e r o z w i j a j c e s i m n i e j w i c e j w e d Bu g
m e c h a n i z m u k a n a Bo w e g o g d z i e s t r i m e r y p o z o s t a w i a j z a s o b k a n a B, w
k t r y m z a c h o d z i j o n i z a c j a c i e p l n a , z w a n y l i d e r e m ( a n g . l e a d e r ) ;
2 . p o d o j [c i u l i d e r a d o e l e k t r o d y p r z e c i w n e g o z n a k u n a s t p u j e
w y Ba d o w a n i e g B w n e o d t e j e l e k t r o d y w k i e r u n k u p r z e c i w n y m z w i k s z
p r d k o [c i i s i l n i e j s z y m i z j a w i s k a m i e m i s j i [w i a t Ba .
P r d k o [ r o z w o j u l i d e r a j e s t r z d u 1 0 0 c m / s , a p r d k o [
w y Ba d o w a n i a g B w n e g o o s i g a 1 0 3 1 0 4 c m / s . P o d o j [c i u l i d e r a d o
p r z e c i w n e j e l e k t r o d y z e l e k t r o d y t e j f o r m u j e s i k a n a B q u a s i m e t a l i c z n e j
p l a z m y o p r z e w o d n o [c i z b l i |o n e j d o p r z e w o d n o [c i m e t a l u i p r z e p By w a
p r d o d u |y m n a t |e n i u n e u t r a l i z u j c y Ba d u n e k p r z e s t r z e n n y ( p a t r z
r w n i e | r o z d z . 1 0 ) .
5 . 5 . D A N E E K S P E R Y M E N T A L N E D O S Z A C O W A N I A
W Y T R Z Y M A AO ZC I E L E K T R Y C Z N E J O D S T P W
P O W I E T R Z N Y C H I U W A G I P R A K T Y C Z N E
5 . 5 . 1 . D a n e e k s p e r y m e n t a l n e
W l i t e r a t u r z e w y s o k o n a p i c i o w e j m o |n a z n a l e z c a By s z e r e g
d a n y c h e k s p e r y m e n t a l n y c h i w z o r w e m p i r y c z n y c h s Bu |c y c h d o o c e n y
w y t r z y m a Bo [c i e l e k t r y c z n e j o d s t p w p o w i e t r z n y c h . T u t a j o g r a n i c z o n o
s i j e d y n i e d o p o d a n i a p r z y b l i |o n e g o w z o r u ( 5 . 3 8 ) u m o |l i w i a j c e g o
o s z a c o w a n i e w y t r z y m a Bo [c i u k Ba d w z r y s u n k u 5 . 1 4 w z a k r e s i e
o d s t p w d o 2 5 0 c m ( t a b . 1 4 ) .
W t a b e l i 1 4 z e s t a w i o n o d a n e e k s p e r y m e n t a l n e u m o |l i w i a j c e
o b l i c z e n i a w g w z o r u ( 5 . 3 8 ) , z k t r e g o u z y s k u j e s i w a r t o [ n a p i c i a
p r z e s k o k u ( w [ k V ] ) o p r a w d o p o d o b i e Ds t w i e 5 0 % , |e p r z e s k o k p r z y
o b l i c z o n y m n a p i c i u w y s t p i , w f u n k c j i o d s t p u e l e k t r o d w y r a |o n e g o w
[ c m ] . W z r j e s t s Bu s z n y d l a w a r u n k w n o r m a l n y c h .
U 5 0 % = A + B " a ( 5 . 3 8 )
g d z i e a - o d s t p e l e k t r o d [ c m ] .
T a b e l a 1 4
W a r t o [c i w s p Bc z y n n i k w d o w z o r u ( 5 . 3 8 ) .
N a p i c i e P r z e m i e n n e 5 0 H z [ k V ] U d a r o w e 1 . 2 / 5 0 s [ k V ]
U k Ba d I i I I I I I I I i I V I I i I V I I I I V V
A 0 . 0 0 1 4 . 0 0 1 4 . 0 0 1 0 . 6 0 0 . 0 0 4 5 . 0 0 7 0 8 0 . 0 0
B 3 . 3 5 3 . 3 6 3 . 1 6 3 . 6 0 5 . 0 5 5 . 7 0 6 . 5 0 7 . 1 5
Z a k r e s [ c m ]
3 0 2 5 0 8 1 4 0 8 1 4 0 3 0 2 5 0 3 0 2 5 0 3 0 2 5 0 3 0 2 5 0
P r z y w i e l k i c h o d s t p a c h p o w i e t r z n y c h n a j n i |s z w y t r z y m a Bo [
e l e k t r y c z n o b s e r w u j e s i p r z y n a r a |e n i a c h a p e r i o d y c z n y m i u d a r a m i
n a p i c i o w y m i o c z a s a c h c h a r a k t e r y s t y c z n y c h r z d u s e t e k i t y s i c y
m i k r o s e k u n d , o d p o w i a d a j c y m i p r z e p i c i o m Bc z e n i o w y m ( p a t r z
r w n i e | r o z d z . 9 ) i o b i e g u n o w o [c i d o d a t n i e j . B e z p i e c z n e o d l e g Bo [c i
m o |n a w w c z a s o s z a c o w a z z a l e |n o [c i :
2
a b e z p = ( 2 "U [ M V ] ) ( 5 . 3 9 )
P r z y w i e l k i c h o d s t p a c h i z o l a c y j n y c h w y t r z y m a Bo [ w z r a s t a
z n a c z n i e w o l n i e j n i | o d l e g Bo [ e l e k t r o d . P r z y k Ba d o w e w y k r e s y d l a
u k Ba d w o s t r z e - p By t a i o s t r z e - o s t r z e p o d a j e r y s u n e k 5 . 1 8 o r a z t a b e l a 1 5 .
T a b e l a 1 5
U k Ba d ! O d s t p ! [ m ] 2 . 0 4 . 0 7 . 0 1 2 . 0
O s t r z e p By t a [ M V ] 0 . 9 1 . 3 5 1 . 8 2 . 1
O s t r z e - o s t r z e [ M V ] 1 . 1 1 . 9 2 . 6 -
N a l e |y j e s z c z e w s p o m n i e , |e n a p i c i e p o d a n e w z o r e m ( 5 . 3 8 ) w
p r z y p a d k u n a p i c i a p r z e m i e n n e g o j e s t w y r a |o n e w w a r t o [c i a c h
s k u t e c z n y c h . P o z o s t a Be w a r t o [c i w e d Bu g w z o r u ( 5 . 3 9 ) i t a b e l i 1 5 p o d a j
w a r t o [c i s z c z y t o w e n a p i c i a , d o t y c z b o w i e m a p e r i o d y c z n y c h n a p i
u d a r o w y c h .
5 . 5 . 2 . K o Dc o w e u w a g i p r a k t y c z n e
N a z a k o Dc z e n i e n a l e |y w s p o m n i e o d w c h b a r d z o i s t o t n y c h , a
p o m i n i t y c h z u w a g i n a o g r a n i c z o n o b j t o [ s k r y p t u , c e c h a c h
w y Ba d o w a D w g a z a c h ( a w s z c z e g l n o [c i w p o w i e t r z u ) .
1 . Z a w i l g o c e n i e p o w i e t r z a p o w o d u j e w z r o s t w y t r z y m a Bo [c i e l e k t r y c z n e j
i w y d Bu |e n i e c z a s u f o r m o w a n i a s i w y Ba d o w a n i a . J e s t t o s p o w o d o w a n e
f a k t e m , i | p a r a w o d n a m a w Ba [c i w o [c i g a z u e l e k t r o u j e m n e g o .
2 . Z j a w i s k o w y Ba d o w a n i a e l e k t r y c z n e g o w g a z i e j e s t z j a w i s k i e m
l o s o w y m t z n . , |e i s t n i e j e d z i e d z i n a n a p i ( c z y n a t |e D p o l a
e l e k t r y c z n e g o ) , w k t r e j p r a w d o p o d o b i e Ds t w o z a i s t n i e n i a w y Ba d o w a n i a
j e s t w i k s z e o d z e r a a m n i e j s z e o d j e d n o [c i . W s z y s t k i e p o d a n e
z a l e |n o [c i o b o w i z u j d l a w a r t o [c i [r e d n i c h i n i e m u s z b y p r a w d z i w e
d l a p o j e d y n c z e j o b s e r w a c j i , b o w i e m s u z y s k a n e d l a [r e d n i e j z w i e l u
p o m i a r w . D o o p i s u z m i e n n y c h l o s o w y c h c h a r a k t e r y z u j c y c h z j a w i s k o
w y Ba d o w a n i a e l e k t r y c z n e g o t r z e b a w i c s t o s o w a m e t o d y s t a t y s t y k i
m a t e m a t y c z n e j . P r z y k Ba d o w o d o o p i s u n a p i c i a p r z e s k o k u w p o w i e t r z u
a t m o s f e r y c z n y m p r z y j Bo s i u |y w a r o z k Ba d u n o r m a l n e g o ( G a u s s a ) .