2020-10-12
127
В данной работе вычислительные операции с использованием ФР осуществляются в среде Mathсad; графики рассчитанных зависимостей при оформлении отчета следует импортировать в документ Microsoft Word, в котором формируется отчет о работе.
1. Рассчитать и на одном поле построить три ФР F (E), каждая из которых соответствует значению температуры электронов, заданному преподавателем. Энергию электронов задавать в электронвольтах.
2. Осуществить численное дифференцирование рассчитанных зависимостей F (E) и для каждой из них найти значение кинетической энергии Ep, соответствующее нулю первой производной в локальном максимуме функции распределения. Сравнить каждое из найденных значений с кинетической энергией, соответствующей наиболее вероятной скорости vp. Объяснить причину расхождений. Вывести самостоятельно формулу для теоретического расчета значения кинетической энергии, которому соответствует максимум распределения F (E). Результаты вычислений занести в таблицу:
| Тe, эВ | |||
| Ep, эВ – результат численного дифференцирования ФР F (E) | |||
| mvp 2/2 e, эВ | |||
| Результат теоретического расчета Ep, эВ |
|
|
|
3. Используя ФР по энергиям (5а), вычислить относительную долю электронов g, энергия которых превышает величину E 0; результаты представить в форме графиков зависимостей g(E 0), построенных на общем поле для каждой температурs электронов из заданных преподавателем. Энергии E 0 задавать в электронвольтах.
4. Используя формулу Томсона (11), рассчитать зависимость частоты ионизации n i атомов электронами от энергии электронов для химического элемента, заданного преподавателем, и построить ее график.
5. Путем численного интегрирования в соответствии с (12) рассчитать зависимость средней частоты ионизации от температуры электронов. Результат представить в виде графиков зависимости <n i > от Te, построенных с использованием обычно и логарифмической шкалы. Концентрация атомов и диапазон изменения температуры электронов (в электронвольтах) задаются преподавателем.
6. С помощью соотношения (2) рассчитать зависимость концентрации электронов n от температуры вырождения Tg. Построить график зависимости n (Tg) и выделить область, в пределах которой пользоваться статистикой Максвелла нельзя. Температуру вырождения задавать в электронвольтах.
