※ 引述《alenbe (生活)》之铭言： : ※ [本文转录自 Physics 看板] : 但是注意看下面这张图 : 来源： : http://140.114.80.32/schoolpad/front/bin/ptdetail.phtml?Part=41&Category=17 : 玻璃球内的闪电，可以明显地看出有两种颜色 : 靠近中心或玻璃球壳的闪电是粉红色 : 但是藉於内侧与外侧之间，也就是闪电汇聚较细的部份 : 是偏向蓝光喔！ : 这是为什麽呢？为何球内的闪电会有这种颜色分布呢？ 说明：电浆球内部有He与Ne，有时会有Xe与Kr 蓝色的线是Plasma filaments形成的通路，会有Plasma_pinch回旋加速的效果 http://en.wikipedia.org/wiki/Plasma_sphere http://en.wikipedia.org/wiki/Plasma_(physics)#Filamentation http://en.wikipedia.org/wiki/Plasma_pinch : 我猜测，是不是因为电流汇聚成细丝之後，能量更高？或温度更高？ : 所以导致电浆光辉是从较高的能阶跳下来所释放的光，光色就偏向蓝呢？ 稍後我再找找看蓝移的原因 这张图应该是个更强烈类似状况的类比： http://en.wikipedia.org/wiki/File:Main_tycho_remnant_full.jpg -- 上月球!月球是中国人吴刚不可分割的一部分 抓嫦娥!此女意图分裂中国领土脱离中国掌握 杀玉兔!玉兔为资产阶级之玩物!日帝之玩偶! --

※ 发信站: 批踢踢实业坊(ptt.cc) ◆ From: 118.160.148.18 ※ 编辑: Geigemachen 来自: 118.160.148.18 (10/20 17:31) ※ 编辑: Geigemachen 来自: 118.160.148.18 (10/20 17:33) 电浆球内部有He或Ne气体，而Ne气体发光较强，人眼看到最强的是红橙色的光。 He的激发电子与Ne原子碰撞後，在Ne的能阶释放红光，对应於在内部电极弧 与外部玻璃罩所看到的红光。 http://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/e/ed/Hene-2.png http://en.wikipedia.org/wiki/Neon#Characteristics Neon plasma has the most intense light discharge at normal voltages and currents of all the noble gases. The average color of this light to the human eye is red-orange due to many lines in this range; http://kottan-labs.bgsu.edu/teaching/workshop2001/chapter4a_files/image022.gif 如能阶图所示，HeNe+正离子与电子碰撞结合可放出蓝光，红光，或绿光。 下图大部分的电弧丝filamentation放出白光(应该是接近比例的蓝，红绿光)： (中间点有少部分蓝光) http://www.facebook.com/profile.php?id=1015618611&ref=name#/photo.php? pid=30795459&id=1015618611 另一张图的的电弧丝filamentation就比较蓝： http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/26/Plasma-lamp_2.jpg 不同状况下操作的电浆灯，电弧丝的颜色似乎会在白色到蓝色之间变动。 我认为外加电压大(碰撞时动能较大动能比较大)的正离子与电子结合， 比较容易放出蓝光， (类似地，半导体量子点雷射中也有这种蓝移现象)，图示如下： (向左移动)<=========== 电子e-　　　　　　　 正离子HeNe+ ====>(向右移动)　　 正离子HeNe+ ====>(向右移动)　[结合放光] (向左移动)<=========== 电子e- 电场E=-dV/dx --> |-----------------------------------|----------------------------------|-->z方向 V1 V2 外加电场的位能越多转换为动能，也就是靠近两者路程中间点处， 动能较大的正离子与电子结合放光， 外加电场所造成的正离子与电子的能量差ΔE=V1*e-V2*(-e)=(V1+V2)*e 从规格得知：http://en.wikipedia.org/wiki/Plasma_sphere#Description 外加电压频率为35 kHz, 电压2–5 kV。 若外加电压增大，正离子HeNe+与电子e-结合所释放的能量就更大，波长会蓝移。 从Fermi-Dirac分布来看，就是quasi-Fermi level变高。 电弧丝的形成过程说明： 发亮的电弧丝表示价电子被游离，正离子与电子的混合气体形成导电度高的电浆。 正离子速度向右，正离子形成的电流造成的磁场在萤幕前是向下，萤幕後向上， 造成的磁力是萤幕前向进萤幕，萤幕後向出萤幕，也就是正离子束会互相吸引 连成一束，直到磁力与正离子之间的互斥静电力达到平衡，电弧丝大小就固定了， 如下图被捏爆的可乐罐： http://en.wikipedia.org/wiki/Plasma_pinch#Crushing_cans_with_the_pinch_effect 电子束也同理结成电弧丝，大小固定。 正离子束在垂直z方向之间有静电斥力的位能，电子束也有静电斥力的位能， 两者结合时放光的波长也会因为静电斥力位能(略大於正离子与负电间的静电吸力) 而蓝移。外加电压越大，电流磁效应越强，对应的平衡静电斥力越大。 我现在还想不到怎麽取数值代进去估计，到底我列举的因素造成的蓝移有多大， 是不是图片中蓝移的最主要原因。看看各位有想到要怎麽计算的帮个忙，谢啦 ※ 编辑: Geigemachen 来自: 118.160.148.18 (10/21 08:20) HeNe+有在边界形成，所以两张照片中有一张显示蓝色区域小，中间多是白色(蓝红混色) 先简化问题讨论电浆，电浆中的电子离子对的共振比较像是自由电子与离子， 而非离散能阶的键结电子。 电浆的共振辐射角频率ω与波长λ为： ω^2=4πe^2*n_e/m_e ω=5.65*10^4*(n_e)^0.5 n_e的单位是 电子离子对的数量/cm^3 λ=[KT/(4πe^2*n_e)]^0.5 K是Boltzmann constant =743( T(eV)/ n_e(cm^-3) )^0.5 (cm) T是电子动能 也就是说，外加电压越高，离子化更多电子，则电浆密度越高，共振波长蓝移。 蓝光区也有可能有部份表现非电浆共振电子发出红光， 只是蓝光较强时红色不明显，可能只看到混成白光，甚至看起来是蓝光 下图中，各个气体灯中央部份的颜色也与两端不同： http://en.wikipedia.org/wiki/Gas_discharge_tube ※ 编辑: Geigemachen 来自: 118.160.145.174 (10/22 15:44) ※ 编辑: Geigemachen 来自: 118.160.145.174 (10/22 16:25) ※ 编辑: Geigemachen 来自: 118.160.145.174 (10/22 16:28) n_e是＂电浆中单位体积的自由电子数＂，要讲成＂成因是非热电浆的原理＂是 互相矛盾的。 这篇PRL就说明了电浆的电子密度造成电浆波频率上升一事，并且还考虑随有限时间 离子化的现象也纳入考虑。 http://prola.aps.org/abstract/PRL/v61/i3/p337_1 Phys. Rev. Lett. 61, 337 - 340 (1988) Frequency Up-Conversion of Electromagnetic Radiation with Use of an Overdense Plasma It is found that this results in an upward shifting of the wave frequency, which can be varied by changing of the plasma density. It is also found that a substantial fraction of the magnetic field associated with the initial wave can be sustained in the plasma as a time-independent magnetic field. Computer simulations have been used to study this process in detail, including the effects of finite ionization time. http://en.wikipedia.org/wiki/Degree_of_ionization A Plasma lamp, illustrating a low degree of ionization (ie. a partially ionized gas) 这篇的图说文字认为电浆灯说明了低度离子化, ie.(id est,这就是)部份气体离子化的现象 你如果有更好的解释，就列出专书或期刊中的等式或模拟来说明好了 ※ 编辑: Geigemachen 来自: 118.160.151.2 (10/24 23:42) ※ 编辑: Geigemachen 来自: 118.160.151.2 (10/24 23:43) ※ 编辑: Geigemachen 来自: 118.160.151.2 (10/24 23:44)