Cella Laser-Plasma

[brunovr]

Cari amici!
Apro questa nuova discussione per concentrarsi di come usufruire del fenomeno plasma nella nostra cella nel realizzare un laser a FF.
Quasto è un primo progetto, di strada ce ne molta da fare.....

[Ospite]

Caro Bruno,

il disegno è fatto col CAD per caso?non riesco a ingrandirlo però...Di laser non so molto...ho un concetto semplice, nel laser l'energia viene immagazzinata in un mezzo di eccitazione, solido( per esempio rubino sintetico ) liquido o gassoso( per esempio CO2).L'energia fornita con impulsi elettrici eccita gli atomi facendogli passare a livelli energetici più alti.Atomi eccitatai emettono raggi luminosi (fotoni).Il raggio di un atomo ne colpisce altri e così la luce si incrementa, e con un gioco di specchi viene ancora di più accentuata.Con un laser possimo realizzare da coreografie luminose, a bucare lamiere di acciaio.è indubbio che nel plasma gli atomi sono molto eccitati, crendo una cella orizzontale, con delle estremità formate da specchi si potrebbe creare un laser.Dipende secondo me dall'elettrolita che usiamo...

[Ospite]

Ho realizzato uno schema, ma non sono dotato di programmi belli come i toi bruno, lo schema è disegnato con Cabri, scaricati una demo se non ce l'hai e prova a guardare il mio pasticcio

A presto

Edited by Dareus - 3/12/2005, 18:46

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Schema_laser_al_plasma.fig ( Number of downloads: 75 )

[Ospite]

Salve ragazzi....allora....un laser possiede due caratteristiche, è monocromatico, ed inoltre è coerente, ovvero le ond emesse sono in fase.
La cella invece emette onde elettromagnetiche in modo incoerente e non monocromatico. Quindi non credo si possa parlare di laser.
Comunque, la prima cosa da cui partire è una misurazione della potenza luminosa emessa dalla cella, che ci sarà utile anche per i rendimenti.
Poi , bisogna adottare una geometria adatta a raccogliere quanta piu' luce possibile, ed inviarla poi in un fascio molto stretto.
Per questa applicazione credo che l'uso del solo Cl è una buon scelta, perchè cosi' si eliminano le frequenze dovute all'emissione di Na.

Mi documento per benino su una cosa e poi mi faccio sentire sull'argomento

[brunovr]

eccomi di nuovo qui

Aspettando di sistemare la meccanica della cella, mi diverto a disegnare nuove forme di celle!

Questa sarebbe una pseudo cella x laser a ff,




Verde = Anodo
Giallo = Catodo
Rosso = ingresso/uscita vapore?
Viola = Specchi

il problema è l'accordo ecc.....

[Ospite]

Ciao brunovr,

bello lo schizzo...ma credo che Hellblow nel suo intervento abbia messo in evidenza un problema tecnico fondamentale...

[brunovr]

QUOTE (Dareus @ 4/12/2005, 17:43)

Ciao brunovr,

bello lo schizzo...ma credo che Hellblow nel suo intervento abbia messo in evidenza un problema tecnico fondamentale...

in effetti hi ragione ed ha ragione anche hellblow !

Però questo schemino potrebbe rivelarci qualche sorpresa soprattutto x il discorso della misura luminosa.....
beh, qui ci sarà molto da lavorare.....!

[Ospite]

Ciao Bruno,

continua così il la tua progettazione, come dici tu, potrebbe nascerne qualcosina di buono...

[Quantum Leap]

Complimenti a bruno per il nuovo 3D.
Sembra una coincidenza eppure, lo scorso venerdi c'è stata a Napoli una lezione di Emilio del Giudice proprio sulla coerenza quantistica e di come, certe interazioni fra campi, diano spontaneamente inizio all'instaurarsi di luoghi geometrici all'interno dei quali si rispetti una fenomenologia tipo laser che giustifica alcuni fenomeni ancora controversi. Fra cui la fusione fredda.
Riguardo questo argfomento (laser e fusione fredda) Del Giudice ha dimostrato come, grazie alle semplici fluttuazioni quantistiche naturali (sempre presenti) sia possibile fare "oscillare" piccolissimi campi elettromagnetici che, in questo modo, inducono altre fluttuazioni in una zona di dimensioni confrontabili con la lunghezza d'onda emessa ottenendo l'instaurarsi del cosiddetto "dominio di coerenza".

Sicuramente ci sono molti legami fra questa interpretazione e la nostra cella... che però ancora non abbiamo inquadrato. Però.... uhm

L'analisi dei campi "visibili" (elettromagnetico e tutte le coneguenze= luce, calore, onde radio) a questo punto è molto importante.

[Ospite]

Eheh Quantum, io ero il sostenitore delle spettrometrie ricordi?

Si, il plasma puo' oscillare mediamente su una certa frequenza. C'e' da dire pero' che un fattore di cui tener conto è lo SHEAT del plasma della cella. Infatti non sappiamo com'e' strutturato. Le densità di plasma non raggiungendo i valori di 10^19 cm^3 non ci permettono di considerare il plasma come un fluido continuo, e questo già è un male. Se in piu' ci mettiamo il fatto che probabilmente le densità sono molto piu' basse, che il plasma non necessariamente è cosi' omogeneno come appare, ed infine che le interfacce del plasma non sappiamo che spessori hanno...bhe le cose si complicano.
E' vero che i plasmi possono essere sfruttati per emettere onde che soprattutto hanno una certa frequenza, ma bisogna capire se il plasma che abbiamo davanti è 'portato naturalmente' a questo tipo di applicazione.
Poi, ritornando allo strato di interfaccia...il fatto che il catodo sia asimmetrico rispetto l'anodo, ci permette di dire che le densità di carica sono diverse, alla superficie dei due. Ma c'e' da dire che poichè il plasma non 'scocca' fra catodo ed anodo, ma fra catodo e 'qualcosa' molto vicina allo stesso catodo (uno scudo ionico probabilmente, che fa da placca anodica, come abbiam dato per assodato) allora è probabile che le due interfacce del plasma siano quasi uguali come superficie, pur rimanendo come problema lo spessore.
Il plasma è compresso di sicuro fra un cuscinetto di ioni positivi, ed uno di ioni negativi (elettroni).
Da quanto ho studiato difatti il plasma tende ad avere un uguale numero di ioni positivi e negativi, per via del modo con cui si riordina naturalmente (lunghezze di Debay e forze columbiane) e questo porta a far si che o gli ioni aumentano contemporaneamente, oppure si mantiene stabile il numero di elettroni e ioni positivi. Questo è un'altro elemento di cui si dovrebbe valutare l'entità.
Colgo l'occasione per ribadire l'importanza della termoionica. E' molto probabile che sia questa, dopo l'innesco per via di un arco elettrico, a sostenere il plasma. Gli atomi di H sono molto sensibili alla ionizzazione da urto con elettroni (come avviene nei tokamak in prossimità delle pareti) e data l'entità dell'emissione ed il campo, che sebbene poco piu' di 150 V possano sembra pochi, tende a facilitare sia l'espulsione di questi, sia ad aumentarne il tragitto. A quel punto un urto contro gli atomi di H potrebbe mantenere questi ionizzati, e forse proprio questa è la 'sorgente' che genera il plasma. Questa sequenza "cattura-rilascio" di elettroni potrebbe portare ad un circolo che forma il sottile cuscinetto di plasma, compresso fra gli elettroni della termoionica + quelli del campo, e gli ioni. Poi il calore, man mano che aumenta, manderebbe in pirolisi l'acqua, aumentando la quantità di idrogeno nei pressi del catodo.

Tornando alle emissioni, che era l'argomento principale del post, sarebbe importante determinare la componente predominante. Ora, tale componente, tenendo conto delle considerazioni di sopra, apparirebbe piu' facilmente solo in contizioni di 'omogeneità' sia del plasma, sia di tutto quello che ci sta intorno. Un catodo con punte creerebbe zone di campo elettrico irregolare, e anche piccoli campi elettromagnetici di intensità variabile, che possono disturbare il plasma.
Quindi, per applicazioni che richiedono una fluttuazione del plasma quanto piu' regolare possibile, il catodo sferico sembra una scelta obbligata.

La colpa è tua Quantum! (Vostra!) che mi avete fatto appassionare all'argomento...ed ora anche quando guido ci penso O.o nnaggia a voi!

Salutoni ragazzi attendo le critiche alle mie parole

---

CITAZIONE

ma bisogna capire se il plasma che abbiamo davanti è 'portato naturalmente' a questo tipo di applicazione.

Rileggendomi ho notato che questa frase puo' apparire enigmatica. Il fatto è che si deve capire se per applicazioni riguardanti emissioni su certe frequenze la cella è una buona scelta o esistono configurazioni migliori.
Ora è piu' chiaro

[Quantum Leap]

Bene, bene... il tuo dato sulla densità di plasma non è detto che non si raggiunga. Se pensi che, solo all'inesco del plasma (e quindi tralasciando l'emissione termoelettronica, almeno all'istante di innesco) hai una densità di corrente di oltre 6 A/cm2 , e tenendo presente la massa dei portatori di carica, ti rendi conto che la densità da te citata (10^19 portatori di carica/cm3) la si può raggiungere, anche facilmente. Soprattutto in aggiunta alla emissione termoionica successiva.

Quindi il plasma c'è e, seppur incasinato fra cuscinetti e campi (apparentemente...) irregolari, spara energia.

Ma il meccanismo tipo-laser=risonante-coerente , qual è? Questo è il maledetto enigma.

Ciao e complimenti

[Ospite]

CITAZIONE

ti rendi conto che la densità da te citata (10^19 portatori di carica/cm3) la si può raggiungere,

Eheh, ma noi Quantum non sappiamo 'per certo' che c'e' quella densità...quindi vanno valutate entrambe le strade, ovvero fluido perfetto o no....
C'e' un'altra cosa....ammettiamo che la struttura generale in prossimità del catodo sia qualcosa del tipo:

elettrolita-ioni positivi-plasma-elettroni-catodo

Ora, se il catodo e gli elettroni possono esser considerati abbastanza 'fissi' come dimensioni e densità, per lo schermo di ioni positivi non ne sono poi cosi' sicuro...cioè questi ioni sono influenzati dalle forze columbiane del plasma? Lo sheet fra plasma e schermo come si comporta?
Io penso a questa parte della cella come alla membrana di un tamburo che viene colpita su diversi punti. Quindi per prima cosa bisogna stabilizare credo proprio questa 'placca anodica' di modo che poi il plasma non venga influenzato da questa...
Poi ricordo che esperimenti di plasma innescato in celle sotto pressione dava come risultato un plasma piu' compatto. Probabilmente la pressione, unita alle forze elettrostatiche, rende piu' 'rigida' l'interfaccia formata da ioni positivi, stabilizzando il plasma. Quindi se analizzassimo i due spettri, troveremmo nel caso di quello a pressione una componente piu' prevalente rispetto quello non a pressione. E qui pero' nasce il problema di capire qual'e' la componente prevalente...e su che frequenze lavora.
La densità di carica è elevata all'interfaccia negativa, ma dentro il plasma?

Ghgh la cosa è terribilmente complessa, mi piace Ora mi studio un po gli emettitori basati su tecnologia al plasma e vediamo un po se trovo qualcosa di interessante

[Quantum Leap]

CITAZIONE

per lo schermo di ioni positivi non ne sono poi cosi' sicuro...cioè questi ioni sono influenzati dalle forze columbiane del plasma?

Ovviamente si, sono influenzati e la loro densità è proporzionale al campo, e quindi al potenziale, catodico.
Riguardo le tue analisi sulla pressione, sono d'accordo, ma per aumentare la pressione sul plasma non è necessario utilizzare celle sotto presione. Basta utilizzare celle configurate in maniera tale da sfruttare la legge dell'idrostatica di Stevino p=Þgh .
Ad ogni modo.... anche osservando una variazioni sostanziale di una sola delle innumerevoli emissioni, dobbiamo sperare di aver centrato proprio quella "chiave" del fenomeno. Ma se non proviamo...

CITAZIONE

La densità di carica è elevata all'interfaccia negativa, ma dentro il plasma?

Questa domanda è molto interessante e richiede calcoli. Ti faccio sapere al più presto .

[Ospite]

Ehhe, vedo che sono argomentazioni molto stimolanti per Voi

Io credo che dentro il plasma la condizione sia di neutralità, quindi avremmo cariche che alle interfacce sono tendenzialmente di un certo segno, ma poi man mano, per volumi dv , queste cariche sarebbero nulle (mediamente)
Per densità di plasma elevate, 10^20 metro cubo, già le lunghezze di Debay tendono ad essere inferiori a 10^-6. E' ragionevole supporre che esista uno strato di spessore di meno di un millimetro, all'interno del quale le cariche le negative e positive sono a pareggio? In questo caso un elettrone iniettato dal catodo, 'spingerebbe' provocando l'espulsione di un elettrone dalla parte esterna. Cio' porterebbe a far vibrare il plasma? E questa vibrazione localizzata si ripercuote su tutto il plasma, o almeno in un piccolo volume, per via delle coulumbiane?
Infine, trattandosi di particelle cariche, un forte campo magnetico darebbe un certo orientamento ben definito agli ioni (in movimento e con traiettoria a spirale) dando coerenza maggiore all'insieme....mmm

Sono terribile, quante domande!

Edited by Hellblow - 6/12/2005, 16:05

[brunovr]

beh....

ho trovato che la densità del plasma diminuisce con l'aumentare della temperatura.....
..e che minore è la pressione (in ambiente chiuso) più stabile e intenso è il plasma.

Ora, se chiudiamo ermeticamente (o quasi) la cella, non stabilizzeremo il plasma?

ci vorrebbe una sorta di cella con un compensatore di pressione, creando vapore la pressione aumenta, bisognerebbe sfiatarla......

mmm mi viene in mente la pentola a pressione!!! .-) :-)

[Ospite]

CITAZIONE (brunovr @ 6/12/2005, 19:10)

beh....

ho trovato che la densità del plasma diminuisce con l'aumentare della temperatura.....
..e che minore è la pressione (in ambiente chiuso) più stabile e intenso è il plasma.

Ora, se chiudiamo ermeticamente (o quasi) la cella, non stabilizzeremo il plasma?

ci vorrebbe una sorta di cella con un compensatore di pressione, creando vapore la pressione aumenta, bisognerebbe sfiatarla......

mmm mi viene in mente la pentola a pressione!!! .-) :-)

Ciao bruno,

ti consiglio di porre queste domande nel post di nitc sulla cella sotto pressione.Lo trovi qui.

[brunovr]

Ciao a TUTTI!!!

Avendo recuperato un bel generatore di funzioni, ho cercato di rimettere in moto la vecchia cella... :-)
Non ricordo ma c'è qualcosa che non va,
Alimentandola con tensione max 30V (stato elettrolisi pura) con 2 elettrodi di tungsteno mi succede questa cosa strana :

all'inizio parte l'elettrolisi, dopo circa 5sec uno dei due elettrodi diventa viola-blu e l'elettrolisi (ed anche la corrente in circolo) si ferma e nn va avanti......
Invertendo l'alimentazione stessa cosa...
il fenomeno si ripete sia in soluzione H2O, sia in soluzione satura di K2CO3
Semra quasi di aver creato un DIODO!...

Riprovando con un elettrodo di Inox ed uno di Tungsteno l'elettrolisi funziona perfettamente.......
(se la cosa è normale, forse utilizzando uno dei 2 elettrodi di inox la reazione sarebbe più violenta e stabile?)

[Quantum Leap]

Ciao Bruno,
i motivi potrebbero essere tanti... un'idea che mi viene e che penso sia plausibile è che probabilmente una elevata corrente iniziale concentra un'elevata quantità di ioni potassio attorno al catodo. Questi non si depositano, ma tengono confinata la bolla di idrogeno che intanto si è formata, isolando l'elettrodo....
... è solo un'idea su un possibile meccanismo. Non sono affatto sicuro... però, l'utilizzo di soluzioni sature e, magari, una elevata corrente, possono essere degli indizi verso questa ipotesi.

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[brunovr]

Mah, non ne sono sicuro, il bello è che ho tralasciato che gli stessi elettrodi sono stati USATI per la cella alimentata a 240V continui....

In sostanza sono gli stessi elettrodi già utilizzati.....

CITAZIONE

una elevata corrente iniziale concentra un'elevata quantità di ioni potassio attorno al catodo.

Eh, ma la stessa cosa succede con gli elettrodi immersi in acqua pura......

[Quantum Leap]

CITAZIONE (brunovr @ 4/9/2006, 22:15)

CITAZIONE

una elevata corrente iniziale concentra un'elevata quantità di ioni potassio attorno al catodo.

Eh, ma la stessa cosa succede con gli elettrodi immersi in acqua pura......

No, in acqua pura non avviene la stessa cosa, in quanto, in acqua pura non ci sono ioni potassio da concentrare.

Ciao.