等离子体实验报告
等离子体实验报告
等离子体实验报告等离子体实验报告引言：等离子体是一种高度激发的物质状态，具有独特的物理性质和广泛的应用前景。
本实验旨在通过制备等离子体并研究其性质，探索其在科学研究和工业应用中的潜力。
1. 实验原理等离子体是由离子和自由电子组成的，其中的电子被高能量的热激发或电场激发所产生。
等离子体的特点是具有高度激发的电子和离子，呈现出与固体、液体和气体不同的物理性质。
2. 实验装置本实验采用了等离子体发生器、真空室、电极和探测器等装置。
等离子体发生器通过高电压放电产生等离子体，真空室则提供了一个低压环境，以便观察和研究等离子体的性质。
3. 实验步骤首先，将实验装置连接好并确保安全。
然后，通过控制电压和电流，使等离子体发生器产生稳定的等离子体。
接下来，将探测器放置在真空室中，以测量等离子体的密度和温度。
最后，根据实验数据进行分析和讨论。
4. 实验结果与讨论实验结果显示，等离子体的密度和温度与电压和电流有关。
随着电压和电流的增加，等离子体的密度和温度也随之增加。
这表明，电场激发对等离子体的产生和维持起着重要作用。
此外，实验还观察到了等离子体的发光现象。
当电场激发等离子体时，激发的电子会从高能级跃迁到低能级，释放出能量并产生光。
这种发光现象在等离子体显示器和气体放电管等设备中得到了广泛应用。
5. 应用前景等离子体作为一种新型物质状态，具有广泛的应用前景。
它可以用于制备高能量材料、进行精细加工和材料表面改性等工业应用。
此外，等离子体还可以用于太阳能电池、医学诊断和治疗等领域。
6. 实验总结通过本实验，我们对等离子体的性质和应用有了更深入的了解。
等离子体作为一种新型物质状态，具有独特的物理性质和广泛的应用前景。
我们相信，随着科学技术的不断发展，等离子体将在更多领域展现其潜力，为人类带来更多的福祉。
结论：本实验通过制备等离子体并研究其性质，探索了等离子体在科学研究和工业应用中的潜力。
实验结果表明，等离子体的密度和温度与电压和电流有关，并且等离子体具有发光现象。
真空等离子体实验报告
真空等离子体实验报告真空微波等离子体实验一、实验目的1.了解真空技术基础知识2.利用机械泵组获得真空，并使用复合真空计测量被抽容器所能达到的真空度。
3.掌握多功能微波等离子体装置的使用方法，利用等离子体化学气相沉淀装置制备金刚石薄膜材料。
二、实验仪器FB7008A型多功能微波等离子体装置（内置机械泵组，热偶真空计，电离真空计）、超声清洗机。
三、实验材料硅片、氢气、甲烷或甲醇气体、乙醇和丙酮等有机溶液。
四、实验背景知识真空是指低于一个大气压的气体空间。
压强越低，真空度越高；压强越高，真空度越低。
真空可按其压强高低划分为：粗真空、低真空、高真空、超高真空。
等离子体：又叫做电浆，是由电子、离子等带电粒子以及中性粒子(原子、分子、微料等)组成的，宏观上呈现准中性，且具有集体效应的混合气体。
准中性:在等离子体中的正负离子数目基本相等，系统在宏观上呈现中性，但在小尺度上则呈现出电磁性，而集体效应则突出地反映了等离子体与中性气体的区别。
它广泛存在于宇宙中，常被视为是除去固、液、气外，物质存在的第四态。
合成金刚石薄膜的方法大概可分为四类，共有十几种，等离子体合成法就是其中之一。
该方法是将碳氢化合气体或其他含碳气体与氢气作为原料气，在真空系统中导入上述气体，经等离子活化后到达基体表面进行沉积反应。
五、仪器工作原理本实验采用机械泵组来获得真空，使用热偶真空计和电离真空计来测量真空。
上图是机械泵结构示意图。
机械泵的工作原理是：依靠插在偏心转子中的数个可以滑进滑出的旋片将泵体内的气体隔离、压缩，然后将其排出泵体之外。
它的极限真空度在2-10－1-10 Pa 左右。
热偶真空计工作原理： 321Q Q Q Q ++=Q 为电源加热灯丝产生的热量，Q1为辐射热量，Q2为灯丝与热偶丝的传导热量，Q3为气体分子碰撞灯丝而带走的热量。
热平衡时，Q1、Q2为恒量，Q3随气体压强而变化。
压强越小，因碰撞而带走的热量越少，温度越高，温差电动势越高；反之亦然。
气体放电等离子体实验报告
气体放电等离子体实验报告气体放电等离子体实验报告引言：气体放电等离子体实验是一项重要的物理实验，通过对气体放电现象的研究，可以深入了解等离子体的性质和行为。
本实验旨在通过观察和分析气体放电等离子体的特性，揭示等离子体的基本原理和应用。
实验目的：1. 研究气体放电的基本特性，如放电现象、放电形态等；2. 探索气体放电等离子体的性质，如等离子体的密度、温度等；3. 分析气体放电等离子体的应用领域，如等离子体在光谱分析、材料处理等方面的应用。
实验材料和装置：1. 气体放电实验装置：包括气体放电管、高压电源、电流表、电压表等；2. 气体：常见的气体有氢气、氦气、氮气等；3. 实验记录仪器：如摄像机、数据采集器等。
实验步骤：1. 准备实验装置，并确保安全；2. 连接高压电源和气体放电管，调节电压和电流；3. 打开电源，观察气体放电管内的放电现象；4. 记录放电的形态、颜色、亮度等特征；5. 测量放电管两端的电压和电流，并记录数据；6. 调节电压和电流，观察放电现象的变化；7. 使用摄像机或数据采集器记录实验过程；8. 分析实验数据，得出结论。
实验结果与分析：经过实验观察和数据分析，我们发现不同气体在不同电压和电流条件下，产生了不同的放电形态和颜色。
例如，在低压条件下，氢气放电呈现出红色的辐射，而在高压条件下，氢气放电呈现出紫色的辐射。
这是因为不同气体的原子结构和能级分布不同，导致其放电现象也不同。
通过实验数据的分析，我们还可以计算出等离子体的密度和温度。
根据普朗克公式和玻尔兹曼关系，我们可以利用放电管两端的电压和电流数据，推导出等离子体的密度和温度。
这对于等离子体物理学的研究具有重要意义。
实验应用：气体放电等离子体在许多领域都有广泛的应用。
例如，在光谱分析中，气体放电等离子体可以用于分析物质的成分和结构。
通过观察等离子体在不同波长下的辐射光谱，可以确定样品中的元素和化合物。
此外，气体放电等离子体还可以应用于材料处理。
低温等离子体温度和密度测量实验报告
低温等离子体温度和密度测量实验报告
研究背景
低温等离子体是一种处于相对低温状态的离子和电子的集合体，具有广泛的应用前景，例如等离子体工艺、太阳风等领域。
为了深入研究低温等离子体的性质，本实验旨在测量低温等离子体的温度和密度。
实验设备和材料
1.等离子体反应器
2.激光光谱仪
3.温度计
4.等离子体样品
5.数据记录仪
实验步骤
1.准备工作：搭建好等离子体反应器并接通电源。
2.样品准备：将等离子体样品放入反应器中。
3.温度测量：使用温度计测量反应器内部的温度。
4.激光光谱测量：使用激光光谱仪对等离子体进行光谱分析，获取相
关数据。
5.数据记录：将温度和光谱数据记录到数据记录仪中。
实验结果
经过实验测量和数据处理，我们得到了低温等离子体的温度和密度数据。
在实验条件下，等离子体的温度约为300K，密度为1015个粒子/cm³。
结论
通过本实验，我们成功测量了低温等离子体的温度和密度。
这对于进一步研究等离子体的性质和应用具有重要意义。
未来可以通过优化实验方法和改进设备，进一步深入探讨低温等离子体的特性。
以上是本次低温等离子体温度和密度测量实验报告的内容，希望对相关研究和应用有所启发。
气体放电等离子体实验报告
气体放电等离子体实验报告气体放电等离子体实验报告引言：气体放电等离子体实验是一项重要的实验，通过在气体中施加电场，使气体分子电离并形成等离子体。
这一实验具有广泛的应用领域，如等离子体物理、光谱学、材料科学等。
本报告将详细介绍气体放电等离子体实验的过程、实验装置和实验结果。
实验过程：1. 实验准备首先，我们准备了实验所需的材料和设备，包括气体放电管、电源、电压表、电流表等。
然后，我们对实验装置进行了检查和调试，确保其正常工作。
2. 实验操作将气体放电管连接到电源上，并设置合适的电压和电流。
然后，通过调节电压和电流的大小，控制气体放电管中的等离子体形成和维持。
3. 数据记录在实验过程中，我们记录了气体放电管中的电压和电流变化情况，并观察了等离子体的形态和颜色变化。
同时，我们还测量了等离子体的温度、密度等参数。
实验装置：实验装置主要包括气体放电管、电源、电压表、电流表和数据记录设备。
1. 气体放电管气体放电管是实验中最关键的部分，它由玻璃管和两个电极组成。
玻璃管内充满了待研究的气体，如氢气、氮气等。
电极通过电源提供电场，使气体分子电离并形成等离子体。
2. 电源电源是为气体放电管提供电场的设备，它可以提供不同电压和电流的输出。
通过调节电源的输出参数，可以控制等离子体的形成和维持。
3. 电压表和电流表电压表和电流表用于测量气体放电管中的电压和电流。
通过监测电压和电流的变化，可以了解等离子体的形成和消失过程。
4. 数据记录设备数据记录设备用于记录实验过程中的各种参数，如电压、电流、等离子体的形态和颜色等。
通过对这些数据的分析，可以得出实验结果并进行进一步的研究。
实验结果：在实验过程中，我们观察到了气体放电管中的等离子体形态和颜色的变化。
随着电压和电流的增加，等离子体的亮度和密度逐渐增加。
同时，等离子体的颜色也发生了变化，从无色逐渐变为蓝色、紫色等。
我们还测量了等离子体的温度和密度，发现随着电压和电流的增加，等离子体的温度和密度也随之增加。
等离子的磁场实验报告
1. 理解等离子体在磁场中的运动规律；2. 掌握利用磁场约束等离子体的方法；3. 研究等离子体在磁场中的特性，为等离子体应用提供理论依据。
二、实验原理等离子体是一种由带电粒子组成的物质状态，具有高度导电性和导磁性。
在磁场中，等离子体粒子的运动轨迹会受到洛伦兹力的作用，从而产生一系列复杂的物理现象。
根据洛伦兹力公式：F = qvBsinθ，其中F为洛伦兹力，q为粒子电荷，v为粒子速度，B为磁场强度，θ为粒子速度与磁场方向的夹角。
当θ=90°时，洛伦兹力达到最大值，粒子运动轨迹为螺旋形。
实验中，我们采用大气压放电产生等离子体，利用永磁体组合产生的轴向发散磁场来约束等离子体。
通过观察等离子体在磁场中的运动轨迹，分析等离子体的特性。
三、实验仪器与材料1. 大气压等离子体发生器；2. 永磁体组合；3. 等离子体探测器；4. 高灵敏度三位半数字式毫特斯拉计；5. 数字式电流表；6. 直流稳流电源；7. 传感器探头；8. 圆线圈和亥姆霍兹线圈实验平台；9. 高灵敏度三位半数字式毫特斯拉计、三位半数字式电流表及直流稳流电源组合仪一台；10. 传感器探头是由2只配对的95A型集成霍尔传感器与探头盒；11. 不锈钢直尺（30cm）、铝合金靠尺。
1. 将大气压等离子体发生器连接至电源，打开电源，使等离子体发生器产生等离子体；2. 将永磁体组合放置在等离子体发生器附近，调整磁场强度；3. 将等离子体探测器放置在等离子体发生器出口处，收集等离子体数据；4. 利用高灵敏度三位半数字式毫特斯拉计测量磁场强度；5. 改变磁场方向，观察等离子体在磁场中的运动轨迹；6. 记录实验数据，分析等离子体的特性。
五、实验结果与分析1. 等离子体在磁场中的运动轨迹为螺旋形，符合洛伦兹力公式；2. 随着磁场强度的增加，等离子体的螺旋半径减小；3. 当磁场方向改变时，等离子体的运动轨迹随之改变。
通过实验，我们验证了等离子体在磁场中的运动规律，并掌握了利用磁场约束等离子体的方法。
等离子体放电实验报告
等离子体放电实验报告等离子体放电实验报告引言：等离子体是一种由带正电荷的离子和带负电荷的电子组成的高度电离的气体。
等离子体放电实验是一种常见的物理实验，通过施加电场或电压，使气体中的原子或分子电离，形成等离子体，并观察等离子体的放电现象。
本实验旨在探究等离子体放电的特性和规律。
实验设备和方法：1. 实验设备：- 玻璃管：用于容纳气体和形成等离子体的容器；- 电源：用于提供电场或电压；- 气体：常用的气体有氩气、氢气等；- 电压表和电流表：用于测量电场强度和电流。
2. 实验方法：- 将玻璃管充满所选气体；- 将电源接入玻璃管两端，施加适当的电压；- 观察等离子体的放电现象，并记录电流和电场强度的变化；- 改变电压、气体种类或气体压强，重复实验并记录观察结果。
实验结果与分析：1. 放电现象：在实验中，我们观察到等离子体放电时，玻璃管内的气体会发出明亮的光芒，且电流表会显示出电流的变化。
放电现象的强弱和稳定性与电压的大小、气体种类和气体压强有关。
2. 放电规律：- 电压与放电强度的关系：实验中发现，随着电压的增加，放电强度也增加。
当电压达到一定值时，放电强度会迅速增加，形成较强的等离子体。
- 气体种类与放电强度的关系：不同气体的放电特性不同。
例如，氩气放电强度较大，而氢气放电强度较小。
这是因为气体中的原子或分子电离能不同，导致放电特性的差异。
- 气体压强与放电强度的关系：实验中发现，当气体压强较低时，放电强度较小；当气体压强较高时，放电强度较大。
这是因为气体压强的增加会增加原子或分子电离的机会，从而增强放电现象。
实验讨论与应用：1. 实验讨论：- 等离子体放电实验是研究等离子体物理性质的重要手段，通过实验可以深入了解等离子体的形成、结构和特性。
- 等离子体放电现象在自然界和工业中广泛存在。
例如，闪电就是大气中的等离子体放电现象，等离子体放电技术也被应用于气体放电灯、等离子体刻蚀等领域。
2. 应用展望：- 等离子体放电技术在材料加工、环境治理、能源研究等方面具有广阔的应用前景。
等离子气体球实验报告
等离子气体球实验报告等离子气体球实验报告一、引言等离子气体球是一种利用高电压放电产生等离子体的实验装置，具有广泛的应用价值。
本次实验旨在探究等离子气体球的基本原理及其特性。
二、实验原理1. 等离子体等离子体是一种物态，介于固态、液态和气态之间。
它是由电子和正离子构成的带电粒子云，具有良好的导电性和磁性。
在常温下，自然界中存在着大量的等离子体，如闪电、太阳风等。
2. 等离子气体球等离子气体球是一种利用高电压放电产生等离子体的实验装置。
它由一个玻璃球和两个金属极板组成，通过高压发生器施加高压使极板间形成强电场，使气体分子发生碰撞并激发出大量自由电子和正离子，形成稳定的等离子体。
三、实验步骤1. 准备工作：将玻璃球清洗干净，并将两个金属极板放入玻璃球内。
2. 连接电路：将高压发生器与金属极板连接，调节电压和频率。
3. 开始实验：打开高压发生器，观察等离子气体球内部的等离子体形态及其变化。
四、实验结果1. 等离子体形态：在高电压作用下，等离子气体球内部形成了一个稳定的等离子体球。
当改变电压和频率时，等离子体球会发生不同的形态变化，如从球形变为椭圆形、从不规则形变为稳定的环形等。
2. 光谱分析：通过光谱分析仪可以得到等离子气体球产生的光谱线，并进一步研究其物理特性。
五、实验分析1. 等离子气体球的原理是利用高电压放电产生强电场，使气体分子发生碰撞并激发出大量自由电子和正离子，形成稳定的等离子体。
这种原理广泛应用于工业、医学和科学研究领域。
2. 等离子气体球的特性主要取决于高压、频率和气体种类等因素。
通过改变这些因素可以调节等离子体的形态和特性，进一步研究等离子体的物理特性。
六、实验结论本次实验通过等离子气体球探究了等离子体的基本原理和特性，得到了稳定的等离子体球，并进行了光谱分析。
实验结果表明，等离子气体球具有广泛的应用价值，在工业、医学和科学研究领域都有着重要作用。
七、参考文献1. 等离子体物理学，李娜著，科学出版社。
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等离子体特性研究Research on Plasma【教学基本要求】1．了解计算机数据采集的基本过程和影响采集精确度的主要因素。
2．掌握气体放电中等离子体的特性与特点。
3．掌握描述等离子体特性的主要参量及各参量的影响因素。
4．理解等离子体诊断的主要方法，重点掌握单探针法。
5．了解等离子体研究实验软件的主要功能，熟练操作软件。
【授课提纲】1．等离子体物理学科发展史和主要研究领域（1）等离子体物理学科发展简史●19世纪30年代起●20世纪50年代起●20世纪80年代起（2）等离子体物理主要研究领域●低温应用等离子体●聚变等离子体●空间和天体等离子体2．认识等离子体（1）空间等离子体展示（2）宇宙中90％物质处于等离子体态（3）等离子体概念（4）等离子体分类（5）等离子体是物质第四态（6）等离子体参数空间（7）电离气体是一种常见的等离子体（8）等离子体特性和主要参量3．等离子体诊断（1）德拜屏蔽和准中性（2）等离子体诊断－单探针法【板书内容】 等离子体特性研究φφtan 11600tan ==k e T ee e kT E 23=ee e m kT v π8=kT m eSI v eS I n e ee π2400==单探针伏安特性曲线()⎥⎦⎤⎢⎣⎡-===e s p e e kT U U e I Se n e N I exp 410ϑ探针电子电流的对数特性CkT eU I ep +=ln ee e e n v E T ，，，单探针法实验接线图【实验报告】等离子体特性研究【实验目的】1. 了解气体放电中等离子体的特性。
2. 利用等离子体诊断技术测定等离子体的一些基本参量。
【实验原理】等离子体（又称等离子区）定义为包含大量正负带电粒子、而又不出现净空间电荷的电离气体。
也就是说，其中正负电荷密度相等，整体上呈现电中性。
等离子体可分为等温等离子体和不等温等离子体，一般气体放电产生的等离子体属不等温等离子体。
等离子体有一系列不同于普通气体的特性：① 高度电离，是电和热的良导体，具有比普通气体大几百倍的比热容。
② 带正电的和带负电的粒子密度几乎相等。
③ 宏观上是电中性的。
虽然等离子体宏观上是电中性的，但是由于电子的热运动，等离子体局部会偏离电中性。
然而，电荷之间的库仑相互作用，使这种偏离电中性的范围不能无限扩大，最终使电中性得以恢复。
偏离电中性的区域最大尺度称为德拜长度。
1. 等离子体的主要参量描述等离子体的主要参量有：① 电子温度T ，它是等离子的一个主要参量，因为在等离子中电子碰撞电离是主要的，而电子碰撞电离与电子的能量有直接关系，即与电子温度相关；② 带电粒子密度，电子密度为ne ，正离子密度为ni ，在等离子体中ne ni 。
；③ 轴向电场强度EL 。
表征为维持等离子体的存在所需的能量；④ 电子平均动能e E ；⑤ 空间电位分布。
此外，由于等离子体中带电粒子间的相互作用是长程的库仑力，使它们在无规则的热运动之外，能产生某些类型的集体运动，如等离子振荡，其振荡频率p f 称为朗缪尔频率或等离子体频率。
电子振荡时辐射的电磁波称为等离子体电磁辐射。
2. 稀薄气体产生的辉光放电辉光放电是气体导电的一种形态。
当放电管内的压强保持在Pa 210~10时，在两电极上加高电压，就能观察到管内有放电现象。
辉光分为明暗相间的8个区域，分别为阿斯顿区、阴极辉区、阴极暗区、负辉区、法拉第暗区、正辉区（即正辉柱）、阳极暗区、阳极辉区。
正辉区是感兴趣的等离子区。
其特征是：气体高度电离；电场强度很小，且沿轴向有恒定值。
这使得其中带电粒子的无规则热运动胜过它们的定向运动。
所以它们基本上遵从麦克斯韦速度分布律。
由其具体分布可得到一个相应的温度，即电子温度。
但是由于电子质量小，它在跟离子或原子作弹性碰撞时能量损失很小，所以电子的平均动能比其他粒子的大得多，这是一种非平衡状态。
因此，虽然电子温度很高（约为105K ），但放电气体的整体温度并不明显升高，放电管的玻璃壁并不软化。
3. 等离子体诊断测试等离子体的方法被称为诊断，它是等离子体物理实验的重要部分。
等离子体诊断有探针法、霍尔效应法、微波法、光谱法等。
(1)探针法探针法测定等离子体参量是朗缪尔提出的，又称朗缪尔探针法。
分单探针法和双探针法。
①单探针法探针是封入等离子体中的一个小的金属电极（其形状可以是平板形、圆柱形、球形），其接法如图1所示。
以放电管的阳极或阴极作为参考点，改变探针电位，测出相应的探针电流，得到探针电流与其电位之间的关系，即探针伏安特性曲线，如图2所示。
图1 朗缪尔探针法图2 单探针伏安特性曲线对此曲线的解释为：在AB 段，探针的电位比等离子体的空间电位Us要低得多，所以电子受负电位的拒斥，而速度很慢的正离子则被吸向探针，在探针周围形成正离子构成的空间电荷层，即“正离子鞘”，它把探针电场屏蔽起来。
等离子区中的正离子只能靠热运动穿过鞘层到达探针，形成探针电流，所以AB 段为正离子流，这个电流很小。
过了B 点，随着探针电位增大，电场对电子的拒斥作用减弱，使一些快速电子能够克服电场拒斥作用到达探针，这些电子形成的电流抵消了部分正离子流，使探针电流逐渐下降，所以BC 段为正离子流加电子流。
到了C 点，电子流刚好等于正离子流，互相抵消，使探针电流为零。
此时探针电位就是悬浮电位UF 。
继续增大探针电位，到达探针电极的电子数比正离子数多得多，探针电流转为正向，并且迅速增大，所以CD 段为电子流加离子流，以电子流为主。
当探针电极电位UP 进一步升高，探针电极周围的气体也被电离，使探极电流又迅速增大，甚至烧毁探针。
由单探针法得到的伏安特性曲线，可以求得等离子体的一些主要参量。
对于曲线的CD 段，由于电子受到减速电位)(s p U U -的作用，只有能量比)(s p U U e -大的那部分电子能够到达探针。
假定等离子区内电子的速度服从麦克斯韦分布，则减速电场中靠近探针表面处的电子密度e n ，由玻耳兹曼分布得⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=e s p e kT U U e n n )(exp 0 （1）式中0n 为等离子区中的电子密度，e T 为等离子区中的电子温度，k 为玻耳兹曼常数。
在电子平均速度为e ϑ时，在单位时间内落到表面为S 的探针上的电子数为S n N e e e ϑ41=（2） 将（1）式代入（2）式得探针上的电子电流()⎥⎦⎤⎢⎣⎡-===e s p e e kT U U e I Se n e N I exp 410ϑ （3） Se n I e ϑ0041=（4）对（3）式取对数epe s kT eU kT eU I I +-=0ln ln 其中C kT eU I es=-0ln （C 为常数） 故C kT eU I ep +=ln (5)可见电子电流的对数和探针电位呈线性关系。
作半对数曲线，如图3所示，直线部分的斜率φtan ，可决定电子温度e Tφφtan 11600tan ==k e T e (k) (6)若取以10为底的对数，则常数11600应改为5040。
对于服从麦克斯韦分布的电子，其平均动能e E 和平均速度e v 分别为e e kT E 23=（7）ee e m kT v π8=（8）式中e m 为电子质量。
由（4）式可求得等离子区中的电子密度kT m eSI v eS I n eee π2400==（9）式中I0为s p U U =时的电子电流，S 为探针裸露在等离子区中的表面面积。
② 双探针法单探针法有一定的局限性，因为探针的电位要以放电管的阳极或阴极电位作为参考点，而且一部分放电电流会对探极电流有所贡献，造成探极电流过大和特性曲线失真。
接下来介绍另外一种方法—双探针法。
双探针法是在放电管中装两根探针，相隔一段距离l 。
双探针法的伏安特性曲线如图4所示。
熟悉了单探针法的理论后，对双探针的特性曲线是不难理解的。
在坐标原点，如果两根探针之间没有电位差，它们各自得到的电流相等，所以外电流为零。
然而，一般说来，由于两个探针所在的等离子体电位稍有不同，所以外加电压为零时，电流不是零。
随着外加电压逐步增加，电流趋于饱和。
最大电流是饱和离子电流1s I 、2s I 。
双探针法有一个重要的优点，即流到系统的总电流决不可能大于饱和离子电流。
这是因为流到系统的电子电流总是与相等的离子电流平衡，从而探针对等离子体的干扰大为减小。
由双探针特性曲线，通过下式可求得电子温度e T2121dI dU=+=U i i i i e I I I I k e T (10)式中e 为电子电荷，k 为玻耳兹曼常数，21,i i I I 为流到探针1和2的正离子电流。
它们由饱和离子流确定。
dI dU=U 是U=0附近伏安特性曲线斜率。
电子密度e n 为es e kT MeSI n 2=(11) 式中M 是放电管所充气体的离子质量，S 是两根探针的平均表面积。
s I 是正离子饱和电流。
图3 探针电子电流的对数特性图4 双探针法的伏安特性曲线由双探针法可测定等离子体内的轴向电场强度L E 。
一种方法是分别测定两根探针所在处的等离子体电位U1和U2，由下式得lU U E L 21-=(12) 式中l 为两探针间距。
另一种方法称为补偿法，接线如图5所示。
当电流表上的读数为零时，伏特表上的电位差除以探针间距l ，也可得到L E 。
(2) 霍尔效应法在等离子体中悬浮一对平行板，在与等离子体中带电粒子漂移垂直的方向施加磁场，保持磁场方向、漂移方向和平行板法线方向三者互相垂直，如图6所示，则具有电荷e 和漂移速度L v 的电子在磁场中受到的洛仑兹力为B v e F L L ⨯=式中B 为磁感应强度。
这个作用力使电子向平行板法线方向偏转，从而建立起霍尔电场H E ，这个电场对电子也将产生作用力He eE F =当磁力和电场力平等时，有BdU B E v HH L ==（13） 式中d 是平行板间距，H U 是霍尔电压。
实验证明，对弱磁场，霍尔电压和磁场之间保持线性关系，但（13）式要修改为BdU v HL 8=（14） 设电流密度为j ，则通过放电管的电流为A j I d d =设r 是放电管半径，则()rr ev r n I L e d 2d π=图5 电流补偿电路图6霍尔效应法示意在只考虑数量级时，可假定e n (r)是常数，则有L e v r e n I 2π= （15）由（14）式和（15）式，求得电子密度HL e U r e IBdv r e I n 228ππ==（16）亥姆霍兹线圈轴中内的磁感应强度为RNiB 0724.0μ=，式中0μ为真空磁导率，N 为线圈匝数，i 为线圈电流，R 为线圈半径。
实验仪器与器材气垫导轨、电脑通用计数器、滑块、砝码等。
等离子体物理实验组合仪（以下简称组合仪）、接线板和等离子体放电管。