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气体放电中粒子的相互作用与能量交换(第2页)
来源：中国照明网
作者：韩俭荣
浏览：2998人次
发布：2009-02-05
注：其他网站转载须注明出处，转载而不注明出处者，一经查实，将追究其法律责任
摘 要：本文概要的描述了气体放电中，基本粒子的相互作用和能量交换的基本机理，以及研究气体放电物理过程的目的。以企能对节能荧光灯研发设计、生产有一定的意义。
（五）、气体放电中粒子的能量交换与转化
中国照明网技术论文·电光源
气体放电中，粒子相互作用时，相互交换和转化的能量有：动量、动能、位能和电荷。使粒子之间相互发生电离、复合、光子辐射、光子吸收等等基本物理现象。
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气体放电中，粒子相互交换和转化的能量，同样是一个运动着的、复杂的体系。微观领域中，每一时刻都在进行着以某种能量占主导地位的能量交换与转化。
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相互作用过程中交换和转化的的能量不同，相互作用的粒子其物理状态亦不同。比如能量交换中，动量和动能占主导地位时，粒子的物理状态将是以扩散和漂移运动为主。如在相互作用过程中交换的能量转化为位能，粒子的状态就会由基态变为激发态，粒子发生跃迁产生光辐射。如交换的位能足够多，粒子的状态就会发生电离。如在相互作用过程中只交换了电荷，粒子的电性状态就会发生变化，产生电子捕获和电子复合。
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四、气体放电中相互作用的形式
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气体放电中，粒子相互作用的形式是：碰撞。根据碰撞前后粒子的物理状态的变化，碰撞分为：弹性碰撞、非弹性碰撞和辐射碰撞。
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（一）、弹性碰撞
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粒子碰撞前后的物理状态特征：
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1、粒子碰撞时，只交换了部分动能。
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2、粒子的运动状态：运动方向和运动速度都发生变化。
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3、粒子碰撞后，粒子的位能没有发生变化，粒子的物理状态没有被激发，也没有被电离。
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4、粒子的弹性碰撞，主要发生在低能粒子之间的相互作用中。例如，低能电子与气体原子发生碰撞，电子只把一部分动能交给了原子。电子和原子只是运动方向和运动速度发生了变化，原子的位能没有发生变化，原子没有被激发，更不被电离。
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（二）、非弹性碰撞
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非弹性碰撞，又分为第一类非弹性碰撞和第二类非弹性碰撞。
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1、第一类非弹性碰撞：相互碰撞的粒子具有较高的能量，具有较大的动能。粒子碰撞前后的物理状态特征：
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（1）、粒子碰撞时，粒子之间相互交换了足够大的动能。
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（2）、粒子的运动状态：粒子的运动方向和运动速度都发生变化。
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（3）、粒子碰撞后，被碰撞的粒子获得足够大动能，当大于或等于其激发能时，被碰撞的粒子位能发生变化，由基态被激发到激发态。
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（4）、处在激发态的粒子，发生跃迁产生光辐射，辐射出光子，返回到基态。
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（5）、粒子碰撞后，粒子交出的动能大于被碰撞的粒子的电离能时，被碰撞的粒子的物理状态就发生电离。发生电离的粒子其电性状态发生变化，在失去一个电子之后，而成为带正电的正离子。
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（6）、第一类非弹性碰撞，主要发生在具有足够能量的粒子之间的相互作用中。电子与原子之间，原子与原子之间，离子与原子之间，离子与离子之间，光子与原子之间均可以发生第一类非弹性碰撞。发生第一类非弹性碰撞的决定因素是：粒子具有足够大的能量—动能。
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2、第二类非弹性碰撞：
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相互碰撞的粒子，其中一方在具有一定的动能的同时，还具有一定的位能，其位能小于被碰撞粒子的激发能。粒子碰撞前后的物理状态特征：（青岛法兰克微电子韩俭荣撰写的专题文章。有厂家将文章删掉作者的单位名称和作者的名字。而后，或者整篇或者大篇幅的，直接应用于自己的网站上。希望以后不要这样。）
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（1）、粒子碰撞时，粒子之间相互交换了一定的动能，同时又交换了一定的位能。
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（2）、粒子的运动状态：粒子的运动方向和运动速度都发生变化。
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（3）、粒子碰撞后，获得位能和动能的粒子，变成具有较高能量的粒子，其运动方向和运动速度发生变化。
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（4）、交出位能的粒子，其物理状态返回到基态。
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（5）、第二类非弹性碰撞，主要发生在具有一定动能的同时，还具有一定的位能的粒子与其它粒子之间的相互作用中。这类碰撞是位能减少的碰撞。碰撞过程中，没有粒子被激发也没有粒子被电离。只是位能转化为动能，粒子的运动方向和运动速度都发生变化。
中国照明网技术论文：气体放电中粒子的相互作用与能量交换[韩俭荣]
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