ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Ионизация невозбужденных атомов электронным ударом из "Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений " Рассмотрим процесс первой ионизации газа из одинаковых атомов в предположении, что все атомы ионизуются из основного состояния, а при рекомбинации электрон захватывается на основной уровень (реакция (6.57)). Эффективное сечение ионизации при столкновениях зависит от относительной скорости сталкивающихся частиц. Поскольку скорость атомов при сравнимых температурах атомов и электронов всегда значительно меньше скорости электронов, относительная скорость совпадает с последней приведенная масса, характеризующая кинетическую энергию относительного движения, совпадает с массой электрона. [c.329] Число рекомбинаций в 1 см в 1 сек иногда записывают в форме 2рек = ЬеН+Не- Величина Ье — РеЛ е называется коэффициентом рекомбинации. е имеет размерность см кек, такую же, что и константа скорости ионизации Ое. [c.329] Типичная кривая зависимости эффективного сечения ионизации Og от скорости или энергии электронов изображена на рис. 6.4. [c.330] Сечение возрастает за порогом ионизации е — достигает максимума при энергии электронов, в несколько раз превышающей порог, и затем медленно падает. В максимуме сечение, как правило, порядка 10- см . Рис. 6.4. Зависимость эффек- В не слишком плотном газе ионизация нативного сечения ионизации ступает обычно при температурах, гораздо электронгам ударом от энер- меньших потенциала ионизации ИкТе 1. [c.330] например, в атомарном водороде при Na = 10 Цсм (что соответствует давлению недиссоциированного молекулярного водорода при комнатной температуре, равному 135 мм рт. ст.) и Т = 10 000° К равновесная степень ионизации равна 6,25-10- при этом ИкТ = 15,7. [c.330] Поэтому в интеграле (6.71) основную роль играют электроны, энергия которых лишь немного, на величину порядка кТ кТе С /). превышает потенциал ионизации. Теория и опыт показывают, что вблизи порога эффективное сечение линейно зависит от энергии электронов Ее. [c.330] В таблице 6.4 собраны экспериментальные данные по сечениям ионизации некоторых атомов и молекул электронным ударом (обозначения см. на рис. 6.4) ). Численное значение константы С совпадает с эффективным сечением (в см ) при энергии электронов, превышающей потенциал ионизации на 1 эв, т. е. со средним сечением о при температуре Ге = 1 эв = 11 600° К, как раз характерной для области первой ионизации. Как видно из таблицы, сечение а имеет порядок 10 см . [c.331] Для того чтобы получить представление о порядках величин, рассмотрим конкретный пример аргон при Те = 13 000° К и = 1,7 X X 10 см (такая плотность соответствует давлению 50 мм рт. ст. при нормальной температуре). Равновесная степень ионизации в таких условиях равна 0,14 Ое = 2,24-10 см ] Уе = 7,1-10 см/сек константы скоростей ае = 2-10 см /сек ре = 5,9-10 см /сек, характерное время Х(, = 2,9-10 сек. При температуре Те = 16 000° К и той же плотности время Те примерно в 15 раз меньше Те = 2-10 сек. [c.331] Вернуться к основной статье