基于麦克风的气体超声分子束飞行 速度的实验研究

• 作者: 刘东 周茂蕾 徐子虚 曲国峰 李敏 王艺舟 陈桎远 韩纪锋
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 麦克风 超声分子束 自由膨胀 速度分布
• 年，卷（期）: 2019,（16）
• 所属期刊栏目: 电磁学、光学、声学、传热学、经典力学和流体动力学
• 页码范围: 129-136
• 页数: 8页
• 字数: 5561字
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.68.20190436

摘要

超声分子束的膨胀和输运过程是一个较为复杂的分子动力学问题,相关的参数较难准确计算.本文基于麦克风测量方法研究了多种气体(H2,D2,N2,Ar,He,CH4)超声分子束在自由膨胀过程中的平均速度及其沿出射方向在远域空间(喷射距离/喷嘴直径>310)的演变情况,获得了较大范围内分子束平均速度分布随气体种类、温度、气压和膨胀距离的变化规律.结果表明,H2,D2,He分子束的速度分别只占各自理论极限速度的54％,60％ 和68％,且在远域空间速度下降较快.而CH4,N2和Ar分子束的速度与其各自的极限速度十分接近,占比分别为85％,92％ 和99％,且在远域空间速度下降较缓.