Mật độ điện tử necó thể được xác định bởi phương pháp sự mở rộng Stark của các dòng Argon. Đó là phương pháp hiệu quả và chính xác nhất để tính toán mật độ điện tử của plasma bằng cách sử dụng độ rộng Stark của phổ plasma [34]. Tuy nhiên, rất khó
để tách rời chiều rộng Stark khỏi mối quan hệ tuyến tính với phổ tổng hợp được tạo ra bởi một số yếu tố liên quan.
Các phổ plasma được giả định là các đồ thị hàm Voigt vì chúng là sự chồng chập của các đồ thị hàm Gaussian (là hàm tổng hợp tuyến tính của sự mở rộng Doppler cộng với tham số chức năng máy đo) và các đồ thị hàm Lorentzian (là sự mở rộng Stark của các vạch Ar I, trong đó có vạch Ar 696.5431 nm) [34].
Trước tiên cần chuẩn hóa phổ plasma thu được theo hàm Voigt [20]. Từ đó tính được độ bán rộng Voigt Vcủa vạch Ar 696,5431 nm từ đồ thị hàm Voigt.
Mục tiêu của chúng tôi là tính toán độ bán rộng Lorentzian L(hay độ bán rộng của vạch Ar I 696,5431 nm tính theo sự mở rộng Stark) từ công thức do Becker-De Mos đề xuất [33] dựa trên các tính toán của Allen [34]:
2 2 1/ 2 V G S L V FWHM (2.3)
Trong biểu thức Becker-De Mos ở trên S hay 1/ 2 là độ bán rộng của vạch Ar 696.5431 nm tính theo sự mở rộng Stark, nó bằng với độ bán rộng Lorentzian L. Đại lượng còn lại G là độ bán rộng vạch Ar 696.5431 nm theo đồ thị Gaussian tính theo công thức [20]:
2 2 2
G D A
(2.4)
Với A là tham số chức năng bộ máy. Đại lượng còn lại D là độ bán rộng Doppler tính theo [20]: 7 0 7.16 10 D T M (2.5)
Trong biểu thức (2.5) M là khối lượng của nguyên tử Ar, 0 bước sóng tại trung tâm vạch phổ tính theo Ao , T là nhiệt độ điện tử tính theo K.
Hình 2.24. Vị trí độ bán rộng 1/ 2 (FWHM) trên một vạch phổ [11]
Tính mật độ điện tử (mật độ electron) nebằng phương pháp mở rộng Stark của vạch Argon I (696,5431 nm) theo công thức [16]:
1/ 2 e
lnne 1.20ln[ ] + 44.2476 - 0.60ln[T ] (2.6) Trong đó, Te được tính ở mục 2.5 và 1/ 2 (hoặc S) là độ bán rộng (FWHM) của vạch phổ Argon 696 nm.
Thực hiện tính giá trị mật độ electron ne đối với tất cả các lần thay đổi thông số đo và lưu lại giá trị ne. Dựa trên kết quả ne thu được từ bước 2 ta vẽ đồ thị để đánh giá mật độ electron của plasma áp suất khí quyển.
Phần kết quả, xử lý số liệu và bàn luận được trình bày ở chương sau.