2.2. Atmospheric pressure plasmas:

2.2. Atmospheric pressure plasmas: LTE or non-LTE?
The Local Thermodynamic Equilibrium notion [3] is really
important, especially for a spectroscopic study of the plasma,
since the determination of the plasma parameters (particles
distribution functions; electron, excitation, vibration
temperatures...) is based on relationships which differ for
plasmas in LTE or not.
2.2.1. LTE plasmas
LTE plasma requires that transitions and chemical reactions
are governed by collisions and not by radiative processes.
Moreover, collision phenomena have to be micro-reversible. It
means that each kind of collision must be balanced by its
inverse (excitation/deexcitation; ionization/recombination; kinetic
balance) [4].
Moreover LTE requires that local gradients of plasma
properties (temperature, density, thermal conductivity) are
low enough to let a particle in the plasma reach the equilibrium:
diffusion time must be similar or higher than the time the
particle need to reach the equilibrium [5]. For LTE plasma, the
heavy particles temperature is closed to the electrons temperature
(ex: fusion plasmas).
According to the Griem criterion [6], an optically thin
homogeneous plasma is LTE if the electron density fulfills:
ne ¼ 9:1023 E21
EHþ

3 kT
EHþ


m3 
where
˝ E21 represents the energy gap between the ground state and
the first excited level,
˝ EH+ = 13.58 eV is the ionization energy of the hydrogen
atom
˝ T is the plasma temperature.
This criterion shows the strong link that exists between the
required electron density for LTE and the energy of the first
excited state.
Those rules for LTE are very strict. Thus most of the
plasmas deviate from LTE, especially all types of low density
plasma in laboratories.
2.2.2. Non-LTE plasmas
Departure from Boltzmann distribution for the density of
excited atoms can explain the deviation from LTE. Indeed, for
low-lying levels, the electron-induced deexcitation rate of the
atom is generally lower than the corresponding electroninduced
excitation rate because of a significant radiative
deexcitation rate [4].
Another deviation from LTE is induced by the mass
difference between electrons and heavy particles. Electrons
move very fast whereas heavy particles can be considered static:
electrons are thus likely to govern collisions and transitions
phenomena. Deviations from LTE are also due to strong
gradients in the plasma and the associated diffusion effects.
It has been shown that the LTE distribution can be partial.
For example, LTE can be verified for the levels close to
ionization threshold [7] (e.g., 5p levels and higher, in argon
plasma): such plasmas are pLTE (partial LTE).
The non-LTE plasmas can be described by a twotemperature
model: an electron temperature (Te) and a heavy
particle temperature (Th). Regarding the huge mass difference
between electrons and heavy particles, the plasma
temperature (or gas temperature) is fixed by Th. The higher
the departure from LTE, the higher the difference between Te
and Th is.
Table 1 sums up the main characteristics of LTE and nonLTE
plasmas. More details on LTE and deviations from LTE
are developed in the books by Huddlestone and Leonard [8],
Griem [9], Lochte-Holtgreven [10] and Mitchner and Kruger
[11].
Fi

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

2.2. ความดันบรรยากาศ plasmas: LTE LTE ไม่ใช่หรือความสมดุลทางอุณหพลศาสตร์ภายใน [3] เป็นจริงสำคัญ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการศึกษาด้านพลาสม่าตั้งแต่กำหนดพารามิเตอร์พลาสมา (อนุภาคกระจายฟังก์ชัน อิเล็กตรอน ในการกระตุ้น การสั่นสะเทือนอุณหภูมิ...) ขึ้นอยู่กับความสัมพันธ์ที่แตกต่างกันในplasmas ใน LTE หรือไม่2.2.1 การ LTE plasmasพลาสม่า LTE จำเป็นต้องเปลี่ยนและปฏิกิริยาเคมีเป็นไป โดยไม่เกิดการชน และไม่ radiative กระบวนนอกจากนี้ ปรากฏการณ์ชนต้องไมโครสามารถย้อนกลับ มันหมายความว่าแต่ละชนิดของชนต้องมีความสมดุลโดยการตัวผกผัน (ionization/recombination ในการกระ ตุ้น/deexcitation เดิม ๆยอดดุล) [4]นอกจากนี้ LTE ต้องถิ่นที่ไล่ระดับสีของพลาสม่าคุณสมบัติ (อุณหภูมิ ความหนาแน่น การนำความร้อน)ต่ำเพียงพอเพื่อให้อนุภาคในพลาสมาจะถึงสมดุล:แพร่เวลาต้องคล้ายกัน หรือสูงกว่าเวลาอนุภาคได้ถึงสมดุล [5] สำหรับ LTE พลาสมา การปิดอุณหภูมิอิเล็กตรอนอนุภาคหนักอุณหภูมิ(ex: plasmas ฟิวชั่น)ตาม Griem เงื่อนไข [6], บาง opticallyพลาสม่าเหมือนเป็น LTE ถ้าความหนาแน่นอิเล็กตรอนตาม:9:1023 มุ¼ E21EHþ 3 เคEHþ
m3ซึ่ง˝ E21 แสดงช่องว่างของพลังงานระหว่างสถานะพื้น และตื่นเต้นระดับแรก˝ EH + = 13.58 eV เป็นพลังงานของไฮโดรเจนการ ionizationอะตอม˝ T เป็นอุณหภูมิของพลาสมาเกณฑ์นี้แสดงการเชื่อมโยงที่แข็งแกร่งที่มีอยู่ระหว่างการความหนาแน่นอิเล็กตรอนต้อง LTE และพลังงานครั้งแรกรัฐตื่นเต้นกฎสำหรับ LTE จะเข้มงวดมาก ดังนั้นส่วนใหญ่จะplasmas พักตร์ LTE ความหนาแน่นต่ำโดยเฉพาะอย่างยิ่งทุกชนิดพลาสม่าในห้องปฏิบัติการ2.2.2 การ LTE ไม่ plasmasออกจากตัวโบลทซ์มานน์กระจายความหนาแน่นของตื่นเต้นอะตอมสามารถอธิบายความแตกต่างจาก LTE จริง ๆ สำหรับระดับราบ deexcitation อิเล็กตรอนทำให้เกิดอัตราการอะตอมคือโดยทั่วไปต่ำกว่า electroninduced ที่สอดคล้องกันในการกระตุ้นอัตราเนื่องจากความสำคัญ radiativedeexcitation อัตรา [4]ความแตกต่างอื่นจาก LTE จะเกิดจากมวลชนความแตกต่างระหว่างอิเล็กตรอนและอนุภาคหนัก อิเล็กตรอนย้ายอย่างรวดเร็วในขณะที่อนุภาคหนักถือได้ว่าแบบคง:อิเล็กตรอนจึงมีแนวโน้มควบคุมไม่เกิดการชนและการเปลี่ยนปรากฏการณ์การ ความเบี่ยงเบนจาก LTE ก็เนื่องจากแรงไล่ระดับสีในสม่าและผลกระทบจากการแพร่ที่เกี่ยวข้องมันได้รับการแสดงว่า การกระจายของ LTE สามารถบางส่วนตัวอย่าง LTE สามารถตรวจสอบในระดับใกล้เคียงกับionization จำกัด [7] (เช่น p 5 ระดับ และสูงก ว่า อาร์กอนพาส: เช่น plasmas เป็น pLTE (LTE บางส่วน)Plasmas LTE ไม่สามารถอธิบายได้ โดยการ twotemperatureรุ่น: อุณหภูมิอิเล็กตรอน (Te) และความหนาอุณหภูมิอนุภาค (Th) เกี่ยวกับความแตกต่างโดยรวมขนาดใหญ่ระหว่างอิเล็กตรอนและอนุภาคหนัก สม่าอุณหภูมิ (หรืออุณหภูมิแก๊ส) จะคงที่ โดยชาญ สูงขึ้นออกจาก LTE ความแตกต่างสูงระหว่าง Teและทอตารางที่ 1 ผลรวมค่าลักษณะหลักของ LTE และ nonLTEplasmas รายละเอียดเพิ่มเติมใน LTE และเบี่ยงเบนจาก LTEพัฒนาในหนังสือ โดยฮัดเดิลสโตนและ Leonard [8],Griem [9], Lochte-Holtgreven [10] และ Mitchner และชาติครูเกอร์[11]ไร้สาย

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

2.2 พลาสมาความดันบรรยากาศ: LTE หรือไม่ LTE
ท้องถิ่นอุณหคิดสมดุล [3]
เป็นจริงที่สำคัญโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการศึกษาสเปกโทรสโกของพลาสม่าตั้งแต่การกำหนดค่าพารามิเตอร์พลาสมา(อนุภาคฟังก์ชั่นการกระจายอิเล็กตรอนกระตุ้นการสั่นสะเทือนอุณหภูมิ.. ) จะขึ้นอยู่กับความสัมพันธ์ที่แตกต่างกันสำหรับพลาสม่าในLTE หรือไม่. 2.2.1 LTE พลาสมาพลาสมาLTE ต้องการให้เปลี่ยนและเกิดปฏิกิริยาทางเคมีถูกควบคุมโดยการชนกันและไม่ได้โดยกระบวนการรังสี. นอกจากนี้ปรากฏการณ์การปะทะกันจะต้องมีไมโครย้อนกลับ มันหมายความว่าชนิดของการปะทะกันแต่ละคนจะต้องมีความสมดุลโดยที่ผกผัน(กระตุ้น / deexcitation; ไอออนไนซ์ / รวมตัวกันอีก; เคลื่อนไหวสมดุล). [4] นอกจากนี้ LTE กำหนดว่าการไล่ระดับสีในท้องถิ่นของพลาสม่าคุณสมบัติ(อุณหภูมิความหนาแน่นของการนำความร้อน) จะต่ำพอที่จะให้อนุภาคในพลาสมาถึงสมดุล: เวลาที่จะต้องมีการแพร่กระจายที่คล้ายกันหรือสูงกว่าเวลาที่อนุภาคต้องไปถึงสมดุล [5] สำหรับพลาสม่า LTE ที่อุณหภูมิอนุภาคหนักปิดให้อิเล็กตรอนอุณหภูมิ. (เช่นพลาสมาฟิวชั่น) ตามเกณฑ์ Griem [6] เป็นบางแสงพลาสม่าเป็นเนื้อเดียวกันคือLTE ถ้าความหนาแน่นของอิเล็กตรอนตอบสนอง: ภาคตะวันออกเฉียงเหนือ¼ 9: 1023 E21 EHþ 3 โฮเทEHþ? m3? ที่˝ E21 แสดงให้เห็นถึงช่องว่างพลังงานระหว่างสภาพพื้นดินและระดับความตื่นเต้นครั้งแรก˝ EH + = 13.58 eV พลังงานไอออไนซ์ของไฮโดรเจนอะตอม˝ T คืออุณหภูมิพลาสมา. เกณฑ์นี้แสดงให้เห็นความเชื่อมโยงที่แข็งแกร่ง ที่มีอยู่ระหว่างความหนาแน่นของอิเล็กตรอนจำเป็นสำหรับLTE และพลังงานของแรกสภาพคล่อง. กฎเหล่านั้นสำหรับ LTE ที่เข้มงวดมาก ดังนั้นส่วนใหญ่ของพลาสมาเบี่ยงเบนไปจาก LTE โดยเฉพาะอย่างยิ่งทุกประเภทของความหนาแน่นต่ำพลาสม่าในห้องปฏิบัติการ. 2.2.2 พลาสมา Non-LTE ออกเดินทางจาก Boltzmann กระจายความหนาแน่นของอะตอมตื่นเต้นที่สามารถอธิบายการเบี่ยงเบนจากของLTE อันที่จริงสำหรับระดับอยู่ในระดับต่ำ, อัตราการ deexcitation อิเล็กตรอนที่เกิดขึ้นของอะตอมโดยทั่วไปต่ำกว่าelectroninduced สอดคล้องอัตราการกระตุ้นเพราะรังสีที่สำคัญอัตราdeexcitation [4]. การเบี่ยงเบนจาก LTE ก็คือเกิดจากมวลความแตกต่างระหว่างอิเล็กตรอนและอนุภาคหนัก อิเล็กตรอนย้ายอย่างรวดเร็วในขณะที่อนุภาคหนักสามารถได้รับการพิจารณาแบบคงที่: อิเล็กตรอนจึงมีแนวโน้มที่จะควบคุมการชนและการเปลี่ยนปรากฏการณ์ เบี่ยงเบนไปจาก LTE นอกจากนี้ยังเกิดจากการที่แข็งแกร่งไล่ระดับสีในพลาสมาและผลกระทบการแพร่กระจายที่เกี่ยวข้อง. มันแสดงให้เห็นว่าการกระจาย LTE สามารถบางส่วน. ยกตัวอย่างเช่น LTE สามารถตรวจสอบได้ในระดับใกล้เคียงกับเกณฑ์ไอออนไนซ์[7] (เช่น 5p ระดับและสูงขึ้นในอาร์กอนพลาสม่า): พลาสมาดังกล่าว PLTE (บางส่วน LTE). พลาสมาที่ไม่ LTE สามารถอธิบายได้โดย twotemperature รูปแบบ: อุณหภูมิอิเล็กตรอน (Te) และหนักอุณหภูมิอนุภาค(Th) เกี่ยวกับความแตกต่างของมวลขนาดใหญ่ระหว่างอิเล็กตรอนและอนุภาคหนักพลาสมาอุณหภูมิ(หรืออุณหภูมิแก๊ส) ได้รับการแก้ไขโดย Th สูงกว่าเดินทางออกจาก LTE ที่สูงกว่าความแตกต่างระหว่าง Te และ Th คือ. ตารางที่ 1 ผลรวมถึงลักษณะสำคัญของ LTE และ nonLTE พลาสมา รายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยว LTE และเบี่ยงเบนไปจาก LTE ได้รับการพัฒนาในหนังสือโดยฮัดเดิ้ลและลีโอนาร์ [8], Griem [9], Lochte-Holtgreven [10] และ Mitchner และ Kruger [11]. Fi

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

2.2 . พลาสมาความดันบรรยากาศ : LTE LTE หรือไม่ ? ท้องถิ่น thermodynamic สมดุลความคิด

[ 3 ] เป็นสำคัญ โดยเฉพาะเรื่องการศึกษาสมบัติของพลาสมา , พลาสมา
ตั้งแต่การกำหนดพารามิเตอร์ของฟังก์ชันการกระจายอิเล็กตรอนอนุภาค
,
; กระตุ้น , การสั่นสะเทือนอุณหภูมิ . . . . . . . ) ตามความสัมพันธ์ที่แตกต่างกันสำหรับ
พลาสมาใน LTE หรือไม่ .
2.2.1 . พลาสมา
จำกัดLTE พลาสมามีการปฏิกิริยาเคมี
ถูกควบคุมโดยการชนกันและไม่โดยกระบวนการกระจาย .
นอกจากนี้ ปรากฏการณ์การชนต้องเป็นไมโครที่พลิกกลับได้ มัน
หมายความว่าแต่ละชนิดของชนต้องมีความสมดุล โดย
ผกผัน ( i / deexcitation ; ไอ / การสมดุลจลน์
) [ 4 ] .
นอกจากนี้ LTE ใช้ท้องถิ่นไล่คุณสมบัติของพลาสมา
( อุณหภูมิความหนาแน่น ค่าการนำความร้อน )
ต่ำพอที่จะให้อนุภาคในพลาสมาถึงสมดุล :
เวลาแพร่ต้องใกล้เคียงหรือสูงกว่าเวลา
อนุภาคต้องถึงสมดุล [ 5 ] สำหรับ LTE พลาสม่า
อนุภาคหนักอุณหภูมิใกล้เคียงกับอุณหภูมิอิเล็กตรอน
( อดีต : ฟิวชั่นพลาสมา ) .
เป็นไปตามเกณฑ์ griem [ 6 ] ,
ด้านข้างบางเป็นพลาสม่า LTE ถ้าความหนาแน่นของอิเล็กตรอนตอบสนอง :
นี่¼ 9:1023 e21
เอ๊ะþ

เอ๊ะ
3 KT þ




M3  ที่˝ e21 หมายถึงพลังงานช่องว่างระหว่างพื้นดินและระดับรัฐ

ตื่นเต้นครั้งแรก ˝เอ๋ = 13.58 EV เป็นพลังงานไอออไนเซชันของไฮโดรเจน
อะตอม
˝ T เป็นพลาสมาอุณหภูมิ .
เกณฑ์นี้แสดงลิงค์ที่แข็งแกร่งระหว่าง
ความหนาแน่นของอิเล็กตรอนที่ใช้ระบบพลังงานจากครั้งแรก

ตื่นเต้น รัฐ กฎสำหรับ LTE จะเข้มงวดมาก ดังนั้นส่วนใหญ่ของ
พลาสมาเบี่ยงเบนจาก LTE โดยเฉพาะอย่างยิ่งชนิดทั้งหมดของพลาสมาความหนาแน่นต่ำในห้องปฏิบัติการ
.
2.2.2 . ไม่ใช่ LTE พลาสมา
จาก Boltzmann กระจายความหนาแน่นของ
อะตอมตื่นเต้นสามารถอธิบายการเบี่ยงเบนจาก LTE . แน่นอน สำหรับระดับต่ำ
,