Sheath 프리쉬스에 관한 질문입니다.
2019.03.07 20:36
랑뮤어 프로브에 관한 논문을 읽다가 궁금하게 생겨 질문 드립니다.
이온은 프리쉬스 영역에서 0.5(kTe/e)에 해당하는 전압강하를 통하여 bohm속도를 갖게되어 음극쪽으로 끌려가는 것으로 알고 있습니다.
논문에서는 음극에서 수집되는 전류밀도는 일정하므로 이온의 밀도는 감소하며 만약 이 이온의 밀도감소 속도가 전자의 밀도감소 속도보다 빠르게 될 경우 전자가 사라지기 전에 이온밀도가 감소하여 결국 순 전류가 음의 값을 가져 이온의 속도가 증가한다고 합니다. 따라서 이를 해결하려면 쉬스의 양의 공간 전하를 유지하기 위해 이온은 bohm속도에 해당하는 속도로 쉬스로 들어가야 한다고 나와있습니다.
이 부분이 이해가 되질 않습니다. 프리 쉬스에 의해 bohm속도에 도달한 이온들은 쉬스영역으로 더 잘 끌려간다는 말 아닌가요? 이렇게 되면 이온밀도는 더 감소하게되는것 아닌지... 쉬스의 양의 공간전하 유지를 위해 이온밀도 감소 속도를 낮춰야 한다면서 한편으로는 쉬스영역으로 더 잘 끌려갈 수 있게 bohm 속도를 가져야 한다니... 뭔가 역설적인것 같습니다..
또 프리 쉬스가 생기는 이유에 대해서도 궁금합니다.
또 다른 한 논문에서는 "이온-중성종 간의 약한 충돌이 지배적으로 일어나는 전통적 의미의 프리쉬스 영역이 존재함을 의미" 라고 적혀있는것을 보았습니다.
이온-중성종간의 충돌이 프리쉬스의 형성과 어떤 관련이 있나요?? 아니면 그냥 프리쉬스영역에서 이온-중성종간의 충돌이 일어난다는 뜻인가요??
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프리쉬스는 플라즈마 입자의 확산에서 비롯됩니다. Ambipolar diffusion에 대해서 공부해 보시면 도움이 되겠고, 충돌성은 확산의 주요 인자이며, 특히 ion-neutral 충돌은 주요 고려 대상이 됩니다. 쉬스에 대해서는 본 게시판에서 여러번 설명이 되어 있으니 주제어로 넣어 자료를 확인해 보시기 바랍니다.또한 이종 이온이 있는 경우 이온 A와 이온 B 간의 충돌도 프리쉬스의 특성을 지배하는데 주요 인자가 됩니다. 또한 charge exchange 거리도 함수가 됩니다. 따라서 collisionless 조건이라 해서 충돌이 없다라기 보다는 충돌이 지배하는 현상을 굳이 관찰하지 않겠다로 받아드리는 것이 좋습니다 collisionless sheath의 해석에서도 통용됩니다.