Образование, наука

Трудности количественной интерпретации

Согласно теории Штерна, зависимость потенциала от концентрации должна характеризоваться максимумом, положение и величина которого позволяли бы определить величины адсорбционных потенциалов. Экспериментальные кривые зависимости £, приведенные в большом количестве в работе, действительно имеют максимум, однако, как отмечается в указанной работе, имеется неопределенность в локализации с и определить адсорбционные потенциалы подобным образом не удалось.

Отождествляя и потенциалы и располагая экспериментальной зависимостью, Абрамсон на основе формулы строил кривые зависимости, вид которых оказался близким к виду изотерм адсорбции Ленгмюра. Это сходство расценивалось как подтверждение возможности количественной интерпретации потенциала и как предпосылка для измерения адсорбции ионов на основе электрокинетических явлений.

Как истолкование максимумов на кривых зависимости £, так и попытка расчета адсорбции ионов по потенциалу в дальнейшем были подвергнуты справедливой критике. Бикерман и Рутгерс (1940) указали на то, что в области малых концентраций потенциал следует рассчитывать с учетом поверхностной проводимости. Игнорирование этой поправки, по мнению авторов, приводит к занижению величины потенциала, тем большему, чем ниже концентрация, вследствие чего и появляется ложный максимум на кривой зависимости £ от с.

Точный учет влияния поверхностной проводимости, исключая случай электрокинетических явлений в одиночных капиллярах, крайне труден, что явилось серьезным препятствием в развитии электрокинетических измерений в области низких концентраций. При сравнительно высоких концентрациях возникают трудности, связанные с малой в этом случае толщиной ДС.

Очевидно, отождествление и потенциалов оправдано лишь в том случае, когда толщина ДС существенно превышает расстояние плоскости скольжения от поверхности б, т. е. при достаточно низких концентрациях электролита. В области относительно высоких концентраций электролита какие-либо суждения о на основе измерения £ возможны лишь при наличии информации о положении плоскости скольжения. Эверсол и соавторы рассчитали расстояние от плоскости скольжения до поверхности частицы по данным концентрационной зависимости Z, для поверхностей раздела стекло вода и керамика вода.

Используя теорию Гуи Чепмеиа, они установили, что толщина неподвижного слоя изменяется от 8 до 63 А, так что трудно выяснить, чем определяется эта величина в различных условиях экспериментов. В свете этих результатов становится ясно, что возможности количественной интерпретации электрокинетического потенциала на основе теории строения равновесного ДС лимитированы прежде всего неопределенностью концепции плоскости скольжения.
Читать дальше...

Рабочий режим триода

Рабочий режим триода определяется значениями трех напряжений: напряжения накала Uf, сеточного Ug и анодного 17а. Параметры триода зависят от величины этих напряжений, и для выбора лампы, эффективно работающей в заданной схеме, нужно знать характер этой зависимости. Во время работы лампы напряжение накала остается обычно постоянным и равным номинальному для нее значению, при котором катод накален по всей поверхности, так что влиянием охлаждающих выводов можно пренебречь.

При этом действующая поверхность анода приблизительно равна его геометрической поверхности, а крутизна характеристики имеет максимальное значение. Коэффициент усиления вообще практически не зависит от напряжения накала. Следовательно, такой режим работы и является оптимальным с точки зрения выбора напряжения накала.

Работать при перекале катода не следует, так как это ведет к значительному сокращению срока службы лампы. Особенно важными являются зависимости параметров триода от напряжения сетки. Как мы увидим дальше, выбором сеточного напряжения определяется класс работы триода в усилительной или генераторной схеме. Как видно из кривых, коэффициент усиления почти не зависит от сеточного напряжения, оставаясь все время постоянным, и несколько уменьшается лишь при больших отрицательных напряжениях Ug и при переходе к режиму насыщения.

В частном случае это сопротивление может быть чисто омическим (Za Ra). Следовательно, в рабочем режиме триода изменения анодного тока зависят от совместного действия переменных потенциалов анода и сетки. При этом рабочие характеристики и параметры лампы, включенной в цепь, отличаются от статических характеристик и параметров лампы, определяемых при условии ?д 0, так как они характеризуют уже не одну лампу, а всю электрическую цепь, в которую эта лампа включена, и зависят от рода и величины всех электрических элементов этой цепи омических сопротивлений, емкостей и самоиндукций.

Режим, при котором UB постоянно, а анодное напряжение изменяется при работе лампы с нагрузкой в анодной цепи, является рабочим режимом, часто неточно называемым динамическим режимом. Рабочая (динамическая) анодно-сеточная характеристика 1а = ( ), снятая при чисто омической нагрузке в анодной цепи, имеет вид, подобный статической характеристике, но она всегда идет более полого, т. е. крутизна ее меньше.

Это происходит потому, что при увеличении потенциала сетки Ug анодный ток увеличивается и одновременно увеличивается падение напряжения в нагрузке, что вызывает уменьшение анодного напряжения и соответствующее этому уменьшение анодного тока. Крутизна рабочей характеристики при этом получится тем меньшей, чем большее сопротивление включено в анодную цепь. Разные точки рабочей характеристики. Ia f(U) соответствуют значениям анодного тока при различных анодных напряжениях, поэтому такую характеристику можно представить в семействе статических анодно-сеточных характеристик, как результат перехода рабочей точки с одной кривой этого семейства на другие, причем при увеличении анодного тока рабочая точка перемещается вправо и вверх, переходя на характеристики с меньшим анодным напряжением. Если в анодную цепь включена комплексная нагрузка Za, имеющая активную Ra и реактивную Ха составляющие, то ход сеточной характеристики д= (£ д) оказывается более сложным.
Читать статью

Атомарные газовые лазеры

В качестве примеров газоразрядных лазеров на нейтрально атомах рассмотрим два прибора гелий-неоновый лазер на парах меди. Это был первый газоразрядный лазер, ч котором в конце 1960 г. была получена генерация в инфракрасной области на длине волны 1,15 мкм. Особую популярность - получил, когда была осуществлена генерация в видимой области спектра.

За прошедшее время превратился из экзотического лабораторного прибора в обычном инструмент, используемый практически во всех областях техники и даже искусства. Оптические переходы как между этими состояниями, так и в основное состояние запрещены в дипольном приближении. Важно, что верхние уровни 2S2 и 352 по энергии расположены близко к уровням атома гелия.

Дефицит энергии примерно равен 35 мэВ. Каждой из электронных конфигураций соответствует группа уровней, обозначаемая для краткости 2Р и ЗЛ Каждая группа состоит из 10 уровней, нумеруемых по мере уменьшения энергии от 1 до 10. Оптические переходы между 5 и состояниями разрешены (точнее, из 40 возможных комбинаций разрешены 30). (Это справедливо и для других благородных газов Аг, Хе и Кг.) Добавление к неону большого количества гелия обеспечивает Селективное заселение верхних рабочих уровней 2S и 35, увеличивает инверсию и существенно облегчает получение генерации.

Для tat чтобы осуществить генерацию на этих переходах, необходим в резонаторе применять селективные зеркала, обладающие большим коэффициентом отражения в заданной области и большим потерями (малым отражением) в области конкурирующих переходов. По этой причине работа (He-Ne) лазер критична к диаметру разрядной трубки D и не допускает применения трубок с D 10 мм.

Разрядная трубка изготавливается, как правило, и стекла и заполняется смесью газов He Ne при оптимальное давлении. В трубку впаяны электроды. Зеркала резонатора и газоразрядная трубя. зафиксированы в специальной арматуре, основу которой составляют инваровые стержни, имеющие малый температурный коэффициент линейного расширения. Юстиров очные устройства позволяют настраивать одно из зеркал резонатора и перемещать трубку.

При расположении зеркал внутри рабочей трубки необходимость в специальной арматуре, естественно, отпадает. Наибольшее распространение получили малогабаритные маломощные He-Ne лазеры с длиной разрядной трубки 8...20 см и внутренним диаметром 2...4 мм, работающие в красной области спектра на длине волны 0,6328 мкм в непрерывном режиме С выходной мощностью L..5 мВт. Поскольку коэффициент усиления в (He-Ne)-лазере мал, особенно для X = 0,63 мкм, то его резонатор должен обладать высокой добротностью.

Это накладывает жесткие требования к качеству зеркал резонатора. Металлические покрытия этим требованиям не удовлетворяют и в резонаторе (He-Ne)-лазер а всегда применяют многослойные интерференционные диэлектрические зеркала. Для других областей применяют другие материалы. Изменение коэффициента отражения в максимуме достигается, например, изменением числа слоев.
Первоисточник