Der Einfluß der Sondentemperatur und Sondengröße auf die Messung der Energieverteilungsfunktion der Elektronen im Plasma der positiven Säule

In dieser Arbeit werden automatisch aufgezeichnete zweite Ableitungen der Kennlinien von Sonden verschiedener Größe, Form und Temperatur zur Bestimmung der Energieverteilung der Elektronen, der Elektronenkonzentration und ‐temperatur unter der Annahme des Raumpotentials im Nulldurchgang der 2. Ableitung ausgewertet. Bestimmt man aus den mit verschieden großen Sonden gemessenen Verteilungsfunktionen die Elektronenkonzentration in der positiven Säule von He‐ und Ne‐Niederdruckentladungen, so erhält man Werte, die mit einer gegen Null konvergierenden Sondenfläche mit dem aus der Strombilanzgleichung nach [1] berechneten Wert übereinstimmen. Die Stärke der Sondenzuführungen im Verhältnis zur Länge einer Zylindersonde bestimmt die effektive Sondenfläche, so daß bei gleicher Sondenoberfläche die Meßergebnisse von Sonden, deren Länge groß gegenüber dem Durchmesser der Zuführungen ist, dem berechneten Wert am nächsten kommen. Die 2. Ableitungen von dünnen Glühsonden, die soweit erhitzt werden, daß die Raumladungsschicht durch die emittierten Elektronen gerade noch nicht zerstört wird, haben annähernd den Verlauf der 2. Ableitung einer idealen Sonde. (Minimum, Nulldurchgang und Maximum fallen annähernd zusammen). Die hiermit ermittelten Werte für die Elektronenkonzentration stimmen gut mit den berechneten überein. Die Verteilungsfunktion, die aus der gemessenen “idealen” zweiten Ableitung einer glühenden Sonde ermittelt wird, zeigt mehr langsame Elektronen als die Verteilungsfunktion einer kalten Sonde an. Das Maximum der Energieverteilungsfunktion verschiebt sich gegenüber den Messungen mit einer kalten Sonde zu kleineren Spannungswerten und liefert bei Maxwellverteilung Elektronentemperaturen, die mit den aus der halblogarithmischen Darstellung der 2. Ableitung bestimmten Elektronentemperaturen übereinstimmen.