디바이 차폐: 두 판 사이의 차이
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'''디바이 차폐'''(Debye sheath, 혹은 '''정전 차폐''')는 고밀도의 양이온으로 응축된 [[
디바이 차폐는 보통 전자가 이온에 비해 몇 십배, 혹은 그 이상의 열을 가지며 질량이 상당히 가볍기 때문에 제기된 개념이다. 결과적으로 전자는 이온보다 속도가 빠르며 이는 <math>\sqrt{m_\mathrm{i}/m_\mathrm{e}}</math>으로 나타난다. 물체의 표면이 상호작용하는 구간에서 전자는
디바이 차폐는
==상세==
[[파일:plasma-sheath.svg|thumb|300px|양이온 입자들이 진공관 내부의 와이어(grid wire)를 따라 '''차폐''' 되어 있는 모습. <span style="font-size:150%;color:red">⊕</span> 는 양이온을 나타낸다. -[[어빙 랭뮤어]](Irving Langmuir),
차폐(sheath)라는 단어는 미국인 물리학자 어빙 랭뮤어가 처음 고안한 개념이다. 1923년에 발표한 그의 논문을 보면,
:"양이온은 음극(negative electrode) 주변으로 끌려가는 반면, 전자는 음극으로부터 방출된다. 따라서 음극 주위에는 양이온과 중성원자들로 이루어진 층으로 차폐되며, 이는 특정한 두께를 지닌다. [..] 전자는 양이온 입자들이 전극에 이끌려 차폐공간에 도달할 동안 차폐공간의 외부로 밀려난다. [..] 따라서 전극에 도달하는 양이온 전류에는 변화가 없다. 전극은 양이온 차폐에 의한 방전으로 인해 완전하게 차단되며, 퍼텐셜은 아크 속에서 발생하는 현상이나 전극에 흐르는 전류에 영향을 주지 않게된다."<ref>Langmuir, Irving, "[http://adsabs.harvard.edu/abs/1923Sci....58..290L Positive Ion Currents from the Positive Column of Mercury Arcs]" (1923) ''Science'', Volume 58, Issue 1502, pp. 290-291</ref>
랭뮤어와 공저자인 [[알버트 헐]]의 [[진공관]] 내에서의 차폐에 관한 문헌에는,
:"그림 1은 수은 증기로 채워진 관(tube)내의 상태를 보여준다. 양극과 음극([[필라멘트]], filament) 사이의 공간은 거의 같은 수의 전자와 양이온 입자의 혼합물로 채워져 있으며 이 상태를 '''
:"그리드의 일부인 이 와이어가 관을 따라 흐르는 전류보다 훨씬 더 음의 퍼텐셜값으로 대전되어 있다고 가정하자. 와이어는 이제 모든 전자를 외부로 방출하고 와이어로 접근하는 모든 양이온을 흡수할 것이다. 와이어 주변에는 그림 1과 같이 전자대신 양이온만 있는 구역이 존재할 것이다. 이온은 음의 퍼텐셜값을 지닌 와이어에 가까이 갈수록 더욱 가속되며, 이 차폐 내에는 와이어와의 거리에 따른 퍼텐셜 [[그래디언트]](벡터의 기울기)가 존재하게 된다. 따라서 퍼텐셜의 플라스마들이 같아지는 거리가 존재하게 되는데, 이 거리를 '''차폐의 경계'''(boundary of the sheath)라 정의한다. 이 거리를 넘어가면, 와이어의 퍼텐셜에 의한 효과는 사라지게 된다."<ref name="hull">Albert W. Hull and Irving Langmuir, "[http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?artid=522437 Control of an Arc Discharge by Means of a Grid]", ''Proc Natl Acad Sci'' U S A. 1929 March 15; 15(3): 218–225</ref>
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