Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Лозанский Э.Д. -> "Теория искры" -> 40

Теория искры - Лозанский Э.Д.

Лозанский Э.Д., Фирсов О.Б. Теория искры — М.: Атомиздат, 1975. — 272 c.
Скачать (прямая ссылка): teoriyaiskri1975.djvu
Предыдущая << 1 .. 34 35 36 37 38 39 < 40 > 41 42 43 44 45 46 .. 106 >> Следующая


Во-вторых, константы сечений, которые мы берем из эксперимента, известны в большинстве случаев с точностью до множителя, равного двум, и, так как они стоят в показателе экспоненты функции распределения, согласию конкретных теоретических расчетов с экспериментом не следует придавать большого значения.

В-третьих, многие газы с большой вероятностью образуют молекулярные ионы в результате реакций ассоциативной ионизации типа

имеетзначение ~10~15— 10~16 см2[ 13]. Аналогичные реакции идут и в других инертных газах, а также в кислороде, азоте, углекислом газе и др. [14, 15], однако данных о сечениях для этих газов в литературе пока нет.

В принципе, исходя из энергетических соображений, для того чтобы реакция (3.6) могла идти, должно выполняться следующее условие [16]:

где 8д — энергия возбуждения частицы А; ед — энергия ионизации

зационному взаимодействию между A+ и В. Следовательно, у частицы всегда найдется уровень возбуждения, такой, что условие (3.7) будет выполнено. Например, для гелия низшим уровнем, вступающим в реакцию (3.6), является уровень З'Р.

Процесс ассоциативной ионизации был впервые исследован Хорн-беком и Молнаром [17], которые, возбуждая газ моноэнергетическим пучком электронов, обнаружили, что образование ионов в газе происходит при энергии электронов, меньшей энергии ионизации

(3.5)

А* + в = (AB)+ + <г. Например, для гелия сечение реакции

He* + He = HeJ + Є-

(3.6)

(3.7)

(3.8)

этой частицы; efAB)+ — энергия диссоциации молекулярного иона (AB)+ на A+ и В. Ho efAB)+ всегда положительна благодаря поляри-

104
атомов. При этих энергиях электроны могут только возбуждать атомы газа, а образование ионов и электронов происходит при столкновении возбужденных атомов с атомами, находящимися в основном состоянии.

Механизм ассоциативной ионизации объясняется так. Сос?дние уровни возбужденного атома находятся достаточно близко друг к другу. Если к атому в возбужденном состоянии приближается атом в основном состоянии, то происходит расщепление возбужденных уровней в результате снятия вырождения по некоторым квантовым числам, например по проекции орбитального момента атома, т. е. каждый из уровней возбужденного атома разбивается на несколько термов. Если некоторые термы составленной из возбужденного атома и атома, находящегося в основном состоянии, квазимолекулы пересекаются с границей непрерывного спектра, соответствующего терму молекулярного иона, то при столкновении атомов возможна ассоциативная ионизация. Ассоциативная ионизация наиболее эффективно происходит в случае, когда потенциал ионизации атома сравним с энергией диссоциации молекулярного иона. Для сильновозбужденного атома сечение ассоциативной ионизации существенно меньше [18].

В табл. 3.1 приведены значения потенциалов появления некоторых молекулярных ионов. В табл. 3.2 приведены экспериментальные данные о сечениях ассоциативной ионизации для некоторых возбужденных состояний гелия, взятые из работы [26].

Исходя из сказанного, в работе [27] был сделан вывод, что наиболее существенный вклад в ионизацию при высоких давлениях дает не ионизация электронным ударом, а реакция типа (3.6), так как создание электрона в последнем случае требует меньшей энергии, равной энергии возбуждения атома или молекулы, и, кроме того,

T а б л и ц а 3.1

Потенциалы появления молекулярных ионов

Ион Потенциал появления, эв Потенциал ионизации атома, эв
Hef 23,2 [17]; 23,3 [19]; 23, 4 [20] 24,59
HeNe+ 23,4 [19]; 22,6 [20] —
HeAr+ 17,9 [19]
HeKr+ 19,9 [19]
Ne2- 20,9 [17, 19] 21,56
NeAr+ 16,8 [19]; 16,5 [21]
NeKr+ 16,6 [19]
NeXe+ 16,0 [19]
ArJ 15,1 [17, 22]; 14,7 [23, 24] 17,56
ArKr+ 14,0 [24]
ArXe+ 13,5 [24, 25]
Kr2+ 13,2 [17, 20]; 13,0 [19, 23] 14,0
KrXe+ 12,3 [19]; 12,2 [20] —
Xe+ 11,2 [24]; 11,6 [20]; И ,16 [23] 12,1

105
Таблица 3.2

Усредненные сечения ассоциативной ионизации для He при T = MO0K

Состояние возбужденного атома He 31P 31D 3 3P 33D
Потенциал ионизации, эв 1,51 1,52 1,62 1,52
Сечение ассоциативной ионизации, A2 2 5 2 20

функция распределения электронов очень быстро убывает на «хвосте». Чтобы вычислить коэффициент ионизации а с учетом процесса образования молекулярных ионов, формулу (3.4) следует переписать в несколько ином виде:

J V (Sare) / (V) dv

aIN=-—---------------. -(3.9)

J V cos Qfl (v) dv

Здесь IiGn означает суммирование по всем сечениям возбуждения

п

и ионизации начиная с низшего уровня возбуждения, вступающего в реакцию (3.6). Каждое сечение по-прежнему можно аппроксимировать функцией (3.5), разумеется, со своей константой.

Очень часто для расчета а используют полуэмпирическое соотношение [28]

а IN = А ехр (¦-BNIE), (3.10)

которое несмотря на весьма грубые приближения, используемые при его выводе, дает хорошее совпадение с экспериментом при надлежащем выборе констант А и В для определенного интервала значений ElN. В табл. 3.3 приведены константы А и В для некоторых газов и область значений EIP , в которой можно пользоваться соотношением (3.10) (пересчет от давления р к N ведется по формуле р = NkT).
Предыдущая << 1 .. 34 35 36 37 38 39 < 40 > 41 42 43 44 45 46 .. 106 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed