ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Относительная ионизация из "Ионизованные газы" Максимум 5 (рис. 33) для большинства исследованных газов лежит примерно между 80 и 120 56, за исключением паров щелочных металлов, для которых максимум находится примерно между 15 и 30 33 (рис. 34). Соответствующие значения заключены между 1 и 20 ионов см. Правило, состоящее в том, что относительная ионизация больше у элементов с меньшими потенциалами ионизации, в общем случае неприменимо. [c.68] Были сделаны попытки получить аналитические выражения для 5 , исходя из классических представлений. Если предположить, что электроны в молекуле почти свободные, так что время их обращения на орбите больше, чем время, требующееся для прохождения налетающего электрона сквозь атом. [c.68] В области высоких энергий электронов. Полная кривая относительной ионизации была получена только в случае И и Не путем длинных и сложных квантовомеханических вычислений. [c.70] Так как значение 5 порядка 1 — 10 н численно равно 5 , ПЗ (3.12) следует, что эффективное сечение атома для ионизирующего соударения с электроном, обладающим энергией около 100 33, приблизительно равно или несколько больше сечения для атомных соударений. Это применимо только при вырывании внешнего электрона (см. Приложение 8, табл. А). [c.70] Интересен ход кривой относительной ионизации Н -. Если производить отсчет через 0,1 з, то начальное возрастание проис.ходит плавно. Однако при увеличении разрешения, например на порядок, обнаруживается, что на плавную кривую накладываются небольшие, но отчетливые максимумы и минимумы. До сих пор еще нет достаточно удовлетворительного объяснения этим максимумам и минимумам, названным ультраионизационными потенциалами. [c.70] Для быстрых электронов з 30 эз на пару ионов и, так 15 эз, то около половины энергии электрона затрачивается на возбуждение. Измерения е в Не с примесями малых количеств других инертных газов (с меньшими У ), по-видимому, подтверждают эту точку зрения. В этом случае значение Е оказывается меньше вследствие ионизации примесей ме-тастабильными атомами Не (эффект Пеннинга). [c.71] Как и раньше пороговый потенциал и относительная ионизация будут рассматриваться отдельно. [c.73] Предположим, что ионизация атомов производится ионами того же газа. Согласно (3.34) можно ожидать, что ион или атом с энергией, равной удвоенной энергии ионизации, в состоянии ионизовать атом, с которым он сталкивается. Для ионов это не нашло до сих пор своего подтверждения. Но для нейтральных атомов Не было установлено, что при их прохождении через газообразный Не образуются положительные ионы и электроны при ожидаемом значении энергии (см. 4, в). Поэтому можно предполагать, что для всех ионов, движущихся в собственном газе, критический потенциал ионизации будет 21/.. [c.73] Измерения относительной ионизации ионами более высокой энергии показывают, что абсолютные значения, а также наклон кривой зависимости относительной ионизации от энергии в ее начальной части значительно меньше, чем для электронных столкновений. Как ионы, так и атомы малых энергий крайне неэффективны в отношении ионизации газа вследствие их больших масс и малых относительных скоростей. Медленный иои длительное время находится вблизи атома, с которым он сталкивается, поэтому имеется большая вероятность того, что, пока происходит обмен импульсом между ионом и атомом, электроны успеют изменить свое положение и остаться в атоме. Время, в течение которого происходит фактическое соударение двух частиц, много больше, чем классический период обращения электрона на своей орбите. Это, возможно в менее ясной форме, объясняет, почему большое число столкновений не приводит к ионизации. Кроме того, имеет место перезарядка (см. главу 4), которая для не слишком быстрых ионов происходит с вероятностью того же порядка, что и упругие столкновения. [c.73] Относительная ионизация может быть найдена из классической теории, которая дает хорошие результаты при больших энергиях ионов. [c.75] Сечение ионизации для ионов, имеющих заряд е , равняется [13]-. [c.75] Значение / зависит от Т и от вида газа оно, вероятно, порядка Ю — 10 . Выражение (3.47) дает число столкновений в сжЧсек между молекулами в основном состоянии, приводящих к ионизации. В табл. 10 приводятся приближенные значения г. [c.77] Для ионизации инертных газов, паров металлов и молекулярных газов требуются кванты большой энергии из далекой ультрафиолетовой области или из области мягких рентгеновских лучей. [c.78] В табл. ] 1 приводятся также наименьшие значения энерпш кванта, которые необходимы для возбуждения атома или молекулы, находящихся в основном состоянии. Значение относится к наименьшему потенциалу возбуждения, а —соответствующая длина волны резонансного излучения. [c.78] Квант с энергией меньшей, чем не может ионизовать, если только атом не был предварительно возбужден (атом юг незадолго перед этим столкнутся с электроном, возбужденным атомом или фотоном). Поэтому при длинах волн, больших граничной длины волны спектральной серии, поглощение и ионизация обусловлены ступенчатыми процессами. Эта точка зрения подтверждается теи, что некоторые линии в спектре поглощения совпадают с небольшими максимумами между 3300 и 3200 А, не показанными на рис. 38. [c.80] Это находится в хорошем согласии с экспериментом, если область значений 1 не простирается слишком далеко. Непрерывное возрастание а при уменьшении л вызвано поглощением фотонов молекулами Ка- Проделанные ранее эксперименты давали в этой области второй большой максимум, который получался вследствие использования в качестве детектора пространственного заряда. Впоследствии было доказано, что пространственный заряд непригоден для этой цели. [c.80] Хотя атом или молекула не могут быть ионизованы фотоном, энергия которого меньше энергии ионизации, они могут накопить эту энергию ступеня ш. Такая ступенчатая ионизация имеет место, например, в парах Hg, При облучении атома Hg интеркомбинаиионной линией 2537 (резонансная линия 6 5д — он может быть ионизован, хотя переход соответствует только 4,86 эв, а энергия ионизации равна 10,4 эй. [c.81] Атом Hg в состоянии может быть ионизован поглои ением кванта. Расчетное сечение фотоионизации составляет около 0,24 сл 1сл [Ш]. Столкновения между метастабильными атомами также могут привести к ионизации [Ю1]. [c.82] Вернуться к основной статье