辉光放电中有序尘埃结构的生长

在直流辉光放电等离子体中，研究了有序尘埃结构的体积、形状和密度对等离子体条件的依赖关系。该结构形成于体电荷场中。实验中我们使用了直径达 60 微米的氧化铝大颗粒（粒径分布函数未测定）。放电管竖直放置，内径 2.6 cm，电极间距 45 cm。颗粒从放电管顶端注入光谱纯氖等离子体中。随机实验结果的重复性优于测量值的 5%。确定了各种尘埃有序结构的存在区域及其对等离子体物理条件（放电电流和压强）的依赖关系。当结构内颗粒间距恒定且颗粒位置具有良好时间稳定性时，该结构被定义为“等离子体晶体”。否则，我们观测到“尘埃晶体”熔化过程，此时结构被定义为“尘埃液体”。实验数据通过基于计算机的测试系统获得，该系统可让我们在“激光片”截面中观察、记录并分析大颗粒结构的图像。开展了将大颗粒按恒定剂量依次注入辉光放电等离子体中以研究尘埃结构生长的实验。这些具有良好统计可靠性的实验表明，结构内平均颗粒间距不随结构体积改变。并确定了尘埃晶体熔化过程中结构体积的不变性。