Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Тригг Дж. -> "Физика 20 века: ключевые эксперименты" -> 44

Физика 20 века: ключевые эксперименты - Тригг Дж.

Тригг Дж. Физика 20 века: ключевые эксперименты — М.: Мир, 1978. — 376 c.
Скачать (прямая ссылка): fizika20vekakluchevieeksperimenti1978.djvu
Предыдущая << 1 .. 38 39 40 41 42 43 < 44 > 45 46 47 48 49 50 .. 129 >> Следующая

успеха. "Сечения различных процессов при электронном возбуждении атомов
водорода были вычислены Бете в борновском приближении без учета
электронного обмена. Хотя это приближение нельзя считать
удовлетворительным при энергиях вблизи порога, мы не располагали другими
возможностями для численных оценок". Максимальное сечение возбуждения
225-состояния составляло, по этим оценкам, 2,2- 10-17 см2 и имело место
при энергии 14,8 эВ, однако сечение реакции составляло не менее половины
максимального значения вплоть до энергий 11 эВ.
"Помимо неточностей, присущих борновскому приближению, учет электронного
обмена мог также серьезно исказить результаты, так что можно было
надеяться получить значительно более высокое сечение реакции с максимумом
ближе к дорогу... Ввиду отсутствия более достоверных расчетов мы
использовали нижнюю оценку а = 1СН7 см2, полагая, что она недалека от
истины".
Процесс бомбардировки тоже вызывал затруднения.
"Нужно было выбрать между тремя возможностями: бомбардировать пучок,
направляя электроны перпендикулярно к нему, вдоль него или навстречу ему.
В последующих двух случаях не нарушалось бы направление полета атомов
пучка, если бы бомбардировка происходила при напряжениях, лишь немного
превышающих пороговое. Такой выбор казался бы вполне естественным для
любых других атомов, но не для метастабиль-ного атомарного водорода. В
последнем случае следо-
135
вало бы направить магнитное поле параллельно пучку1. Если бы электроны
двигались навстречу пучку атомов, метастабильным атомам пришлось бы
пройти область электрического поля (созданную источниками электронов. -
Дж. Т.), в которой произошло бы перемешивание состояний. Если бы
электроны посылались вдоль пучка, было бы нелегко защитить детектор от их
попадания...
Выбор первой из названных выше возможностей с необходимостью приводит к
отдаче в поперечном направлении и, что еще хуже, к неопределенной ее
величине, так что вначале хорошо сколлимированный пучок расплывается в
результате бомбардировки. Это означает, что использование щелей шириной
порядка 0,001 дюйма, как при работе с обычными атомными пучками,
исключается". Однако другие возможности оказались практически
невыполнимыми, и нам пришлось примириться с этими неприятными
последствиями.
Другая проблема заключалась в выборе способа детектирования, и вновь
"были рассмотрены различные методы". Одна из возможностей сводилась к
тому, чтобы детектировать излучение, испускаемое при высвечивании
состояния 22Pi/2 (a-линия Лаймана с длиной волны 1216 А). Эта возможность
не была использована, хотя позднее ее реализовали в аналогичных опытах с
ионизированным гелием. Другие возможности основывались на том, что
метастабильный атом, ударившись о поверхность металла, либо выбьет
электрон, либо сам отразится от этой поверхности уже ионизованным. Как
известно, каждый из этих процессов имеет место для некоторых
метастабильных атомов. Необходимое условие первого процесса состоит в
том, чтобы потенциал возбуждения метастабильного состояния (10,2 В-длч
22Si/2) был больше работы выхода электрона из металла. Для второго
процесса, напротив, необходимо, чтобы работа выхода превышала потенциал
ионизации (3,4 В), Оба условия, по-видимому, выполнялись для большинства
поверхностей, которые могли быть использованы в условиях эксперимента.
"Согласно грубым расчетам,
1 Электроны с низкой энергией, перемещающиеся под углом к магнитному
полю, совершают движения в ограниченных пределах по спиральным
траекториям вдоль силовых линий магнитного поля.
136
метастабильные атомы водорода, обладающие тепловой энергией и движущиеся
по направлению к поверхности металла, должны в среднем вызывать эмиссию
электронов при подходе к поверхности на 2 А. Поскольку половина
эмиттированных электронов, по-видимому, вернется в металл, можно ожидать,
что эффективность процесса составит около 50%.
...Мы обнаружили, что электронная эмиссия действительно происходит,
однако, не с такой высокой эффективностью, как предполагалось. Наблюдать
эмиссию положительных ионов также не удалось". Все это, однако,
обнаружилось впоследствии. Заранее не было известно почти ничего о том,
как работают эти методы применительно к метастабильному водороду.
Тем не менее было необходимо "грубо оценить выход метастабильных атомов и
результирующие электронные токи, которые можно было ожидать в типичных
условиях эксперимента". Сигнал S, воспринимаемый детектором, зависит от
нескольких факторов: потока атомов из тигля в телесном угле, в пределах
которого они попадают на детектор; доли возбужденных атомов, переходящих
в состояние 22Sy2; доли б метастабильных атомов, испытавших отдачу в
направлении, не исключающем возможности их попадания на детектор; доли р,
атомов, которые сохраняют метастабильное состояние, пройдя через любые
существующие в установке электрические поля; наконец, эффективности ц
эмиссии электронов с поверхности детектора при попадании на него
Предыдущая << 1 .. 38 39 40 41 42 43 < 44 > 45 46 47 48 49 50 .. 129 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed