Возбуждение электронным ударом

Возбуждение электронным ударом [c.138]

Мы видим, что в случае оптически разрешенного перехода сечение возбуждения электронным ударом Ое зависит от того же матричного элемента [ц], который входит в выражение для сечения поглощения фотона. Таким образом, можно [c.141]

Подробно обсудив физические явления, связанные с определением сечения возбуждения электронным ударом, рассмотрим теперь распределение f E) энергии электронов. [c.143]

Для сравнения с результатами рис. 3.22 на рис. 3.23 представлены распределение энергии и сечения поглош,ения, которые соответствуют разряду в гелии при условиях работы Не — Ne-лазера. В этом случае предполагалось наличие максвелловского распределения со средней энергией электронов 10 эВ. Представленные на рисунке сечения соответствуют возбуждению электронным ударом на уровни 2 S и 2 5 гелия (которые действуют как уровни накачки неона, опять-таки путем передачи энергии). Заметим, что эти сечения примерно на два порядка меньше сечений для молекулы N2. Такой результат объясняет, почему максвелловское распределение является весьма хорошим приближением в данном случае. Обратите внимание [c.147]

Ж 100 не) на порядок больше времени релаксации р-состояний (тр 10 не). Таким образом, выполняется условие непрерывной генерации (5.25). Наконец, следует заметить, что вероятность возбуждения электронным ударом из основного состояния на уровни Зр и 4р вследствие меньших сечений взаимодействия значительно меньше, чем соответствующие вероятности возбуждения на уровни 4s и 5s. [c.347]

Промышленностью изготавливаются аргоновые лазеры с водяным охлаждением мощностью 1—20 Вт, генерирующие на синем и зеленом переходах одновременно или только на одной линии при использовании конфигурации рис. 5.4, а. Также выпускаются маломощные (<1 Вт) аргоновые лазеры с воздушным охлаждением. В обоих случаях выходная мощность над порогом резко увеличивается с ростом плотности тока ( Я), так как в аргоновом лазере, в противоположность тому, что происходит в Не—Не-лазере, нет процессов, приводящих к насыщению инверсии. Однако КПД лазера очень мал (< 10- ), поскольку мала квантовая эффективность ( 7,5 % см. рис. 6.11) и возбуждение электронным ударом происходит на множестве уровней, которые не связаны эффективным образом с верхним лазерным уровнем. Аргоновые лазеры широко используются для накачки непрерывных лазеров на красителях, для множества научных применений (взаимодействие излучения с веществом), в лазерных принтерах, в лазерной хирургии и в техническом оснащении развлекательных программ. [c.357]

Увеличению времени распада плазмы оптического пробоя может способствовать энергия, запасенная в разряде на возбужденных электронным ударом или излучением метастабильных уровнях целого ряда атомов и молекул таких как 02(а А ), 02(/ s ), [c.181]

Возбуждение электронным ударом. Если возбужденнее состояние связано радиационным переходом с основным состоянием, то из приближения Борна без учета электронного обмена следует, что это возбужденное состояние селективно возбуждается в результате неупругих столкновений электронов с атомами. Так, для благородных газов селективное возбуждение из основного состояния осуществляется следующим образом [c.674]

Все элементарные процессы возбуждения и ионизации можно подразделить на две категории возбуждение и ионизацию атомов (молекул, ионов) ударами частиц и фотопроцессы, в которых роль одной из частиц играет световой квант. В первом круге процессов следует различать ионизацию и возбуждение электронным ударом и неупругие столкновения тяжелых частиц, так как вероятности тех и других неупругих столкновений резко отличаются друг от друга. Согласно такой классификации основные реакции ионизации можно записать в следующей символической [c.325]

ВЗЯТЬ равновесную концентрацию электронов (Ше) — 2,4-10 см , получим т л б-Ю" сек. Это время значительно меньше времени ионизации Ге- Интересно сравнить характерные времена для ионизации и возбуждения электронным ударом. По формулам (6.74), (6.82) [c.333]

Экспериментальные данные по сечениям возбуждения электронным ударом относятся к переходам из основного состояния (см. 12). При изучении нагретой плазмы иногда возникает необходимость в оценках вероятностей ударных переходов между более высокими уровнями. Для оценки сечений переходов можно использовать результаты, которые дает квантовомеханический метод искаженных волн [83]. Упрощенная формула для сечения возбуждения атома электронным ударом при разрешенных переходах приводится в [86]. Ее удобно представить в форме, сходной с классическим выражением для сечения ионизации [c.337]

Число актов возбуждения электронным ударом п- п в 1 см за 1 сек равно [c.337]

Формальное описание этих процессов вполне аналогично рассмотренному в предыдущих параграфах случаю ионизации и возбуждения электронным ударом. Так, уравнение кинетики ионизации невозбужденных атомов имеет вид [c.339]

Наибольшую мощность и к.п.д. имеют газовые лазеры, генерирующие колебания на молекулярных переходах. Типичный представитель этой группы — лазер на углекислом газе. Молекула СО2 возбуждается электронными ударами в газовом разряде, причем для увеличения мощности к СО2 добавляют молекулярный азот N2. Выходная мощность возрастает благодаря резонансной передаче энергии от возбужденных молекул N2 молекулам СО2. Отношение парциальных давлений СО2 и N2 обычно выбирается в пределах 1 1...1 5 при суммарном рабочем давлении в несколько сотен паскалей. [c.122]

Эта энергетическая функция обобщает все вопросы строения и состава реагирующих веществ и способов их возбуждения (термическое, радиационное, электронный удар). Таким образом, далеко не все столкновения молекул реагирующих веществ будут активными, а только те, которые будут обладать энергией, равной или большей энергии активации. [c.296]

Рис. 7. Схема опыта по возбуждению атомов электронным ударом.

Здесь первый член в левой части соответствует заселению /е-го уровня за счет возбуждения атома электронными ударами, а второй — за счет спонтанных переходов с более высоких уровней (каскадные переходы). В правой части формулы (13) отдельные члены последовательно соответствуют спонтанным переходам на более низкие уровни, переходам на более высокие уровни за счет электронных ударов и переходам на более низкие уровни за счет ударов 2-го рода с электронами. [c.432]

Понятие эффективного сечения взаимодействия (часто кратко говорят сечение ) по отношению к какому-либо процессу проще всего пояснить на следующей полуклассической схеме, которую мы рассмотрим по отношению к конкретному примеру возбуждения атома электронным ударом. Пусть электрон заданной [c.314]

Поэтому можно установить связь между измеренной в нанометрах длиной волны спектральной линии и соответствующей ей энергией, измеренной в электрон-вольтах. Это тем более имеет смысл, что часто возбуждение атома на более высокий энергетический уровень, при переходе с которого в нормальное состояние он излучает квант энергии, производится электронным ударом. Из соотношения [c.318]

В газоразрядной трубке, наполненной гелием и неоном при парциальных давлениях соответственно 1 и 0,1 мм рт. ст., электронным ударом первого рода в основном возбуждаются атомы Не, поскольку их число в 10 раз больше, чем атомов Ne. Затем атомы Не, находясь на метастабильных уровнях 2 5 или 2 5, передают энергию возбуждения атомам Ne, заселяя тем самым верхний рабочий уровень лазерного перехода. Заселение верхнего уровня Ne происходит в некоторой мере также и под влиянием электронных ударов первого рода. [c.37]

Вследствие того, что время жизни молекулы СО на верхнем уровне значительно больше времени жизни на нижнем уровне, возможно достижение инверсии и генерации в чистом СО2, когда возбуждение осуществляется ударами электронов первого рода. Однако мощность генерации такого лазера мала. [c.45]

Условия, при которых формула (14) применима, могут быть с достаточной степенью приближения осуш,ествлены. Они реализуются в положительном столбе тлеюш,его разряда в одноатомном газе при малом давлении и малой плотности разрядного тока. Как видно, в этих условиях интенсивность линии определяется суммой двух членов, из которых первый, зависящий от эффективного сечения Qqa учитывает роль прямых возбуждений электронными ударами, а второй — роль каскадных переходов. Последние, в свою очередь, определяются эффективными сечениями Qq 1 = , xd). [c.433]

В опытах Ганле и других авторов одноатомный газ низкого давления при невысокой температуре пронизывался электронным пучком, причем число электронов, пролетающих через единицу поперечного сечения в единицу времени, было не очень велико. В таком случае из всех процессов, ведущих к возбуждению k ro уровня, остаются 1) возбуждения электронным ударом с нормального уровня 2) каскадные переходы. Из всех процессов, ведущих к опустошению k-vo уровня, остаются лишь спонтанные переходы на более низкие уровни. Поэтому интенсивность линии может быть выражена формулой (14) 77, в которой только под знаком интеграла следует исключить скорость v, а заменить через где —число электронов, пролетающих через единицу поперечного сечения пучка в единицу времени F (v) будет тогда функцией распределения по скоростям электронов в пучке. Таким образом, получаем [c.445]

Чтобы иметь более глубокое представление о механизмах, участвующих в возбуждении электронным ударом, опишем квантовомеханический расчет сечения а. Для оптически разрешенных или оптически запрещенных переходов без изменения мультиплетности наиболее простым (и во многих случаях дающим наибольшую точность) является расчет с использованием борновского приближения. Пучок моноэнергетических электронов, падающий на атом, описывается функцией плоской волны вида exp(iko-r). Здесь ко = 2п/К а Я, — дебройлевская длина волны электрона [K = (12,26/V) А, где V — энергия электрона в электронвольтах]. Между падающим электроном и электронами атома действует сила электростатического отталкивания. Это взаимодействие считается достаточно слабым, так что вероятность атома совершить переход при соударении очень мала, а возможностью сразу двух таких переходов можно пренебречь. В этом случае уравнение Шрёдингера для рассматриваемой задачи может быть линеаризовано. При этом в сечение перехода [c.141]

Накачка колебательных уровней молекулы СО осуществляется возбуждением электронным ударом. По аналогии с изоэлек-тронной молекулой N2 молекула СО обладает необычно большим [c.377]

Правила отбора для переходов при возбуждении электронными ударами практически совпадают с правилами отбора для оптических переходов. Если разрешены переходы 5 У и У, то, согласно теории квантовых переходов, T2iP2i= 3iP3i Следовательно, согласно (11.3), усиление на переходе 5 -> 2 невозможно. Поэтому переход 2 1 должен быть в первом приближении запрещен, т. е. Р21 < Рз1 и соответственно Т21 Тз . Однако в этом случае при генерации будет заполняться уровень 2, что приведет к невозможности непрерывного режима работы лазера. Поэтому необходимо предусмотреть эффективное опустошение второго уровня. [c.96]

Характерное время, соответствующее возбуждению электронным ударом, которое совпадает со временем релаксации для установления больцмановского распределения (6.80) при условии, что = сопб1 (см. сноску на стр. 330), есть [c.332]

Нагрев плазмы. После полной (однократной) ионизации объема газа в фокальной области линзы, фокусирующей лазерное излучение, канал неупругих потерь энергии электронов при столкновении с тяжелыми частицами практически перекрывается (мы не принимаем сейчас во внимание возможное возбуждение электронным ударом внутренних оболочек атомарных и молекулярных ионов). Поэтому электроны получают возможность разогреваться до максимально достижимых энергий бщах (см. выражение (2.4.2)) с учетом потерь только на упругие столкновения с атомарными частицами, рис. 2.19. Постепенно и тяжелые ионы, сталкиваясь с электронами, разогреваются также до температуры, характерной для разогретой электронной подсистемы, (2/3) (бтахАв) [c.111]

Прямое разложение паров Н2О в неравновесной плазме сталкивается с ограничениями, связанными со степенью ионизации и с действием радикала ОН. Оба эти ограничения существенно смягчаются при добавлении в систему СО2 и продукта его разложения СО. Наличие в системе окиси углерода приводит к снижению концентрации свободных радикалов ОН за счет практически беспороговой реакции OH-f O—> —>H-f 02. С другой стороны, СО и СО2 обладают на два порядка большим сечением колебательного возбуждения электронным ударом, чем Н2О, что позволяет существенно снизить требования к степени ионизации. По сути дела, СО2 может выполнять роль физического катализатора для процесса получения Н2 из Н2О в плазме и, не расходуясь, снимать трудности, возникающие при разложении чистого водяного пара. [c.209]

ОугО) и 3) асимметричная (ООуз), где VI, V2 и Уз — соответствующие квантовые числа каждой из мод. Длина волны наиболее интенсивного лазерного излучения составляет 10,6 мкм в серии вращательных линий для перехода между колебательными уровнями (001) и (100), показанными на рис. 5.26. Лазерный уровень (001) накачивается за счет прямого возбуждения электронным ударом основного состояния (ООО), или, что более эффективно, за счет резонансной передачи энергии колебательно-возбужденными молекулами азота, которые также [c.209]

В подавляющем большинстве Г. л. инверсия населённостей создаётся в электрич. разряде (газоразрядные лазеры). Эл-ны, образующиеся в разряде при столкновениях с ч-цами газа (электронный удар), возбуждают их, т.е. переводят на более высокие уровни энергии. Возбуждение электронным ударом обычно сочетается в Г. л. с др. механизмом возбуждения — резонансной передачей энергии ч-цам одного сорта (рабочим ч-цам) о г добавляемых ч-ц др. сорта (вспомогательных) при неупругих соударени-ях. [c.104]

Поэтому наиболее широкое распространение получили инертные газы и их смеси. Система энергетических уровней газовых цред значительно проще, чем система атомов, введенных в кристаллическую решетку твердотельных активных веществ. Безызлучатель-ные переходы имеют меньшее значение, чем в твердых телах, однако для перевода активного вещества в возбужденное состояние не имеет смысла пользоваться излучением источника, имеющего спектр абсолютно черного тела, поскольку газ поглощает только иа отдельных линиях. Для возбуждения применяют два других метода возбуждение электронными ударами, и передача возбуждения при столкновении атомов. Первый газовый оптический квантовый генератор, разработанный в 1960 г. [9, 34], имел в качестве активного вещества смесь газов гелия и неона. На их примере и рассмотрим принцип работы газового активного вещества. Схема энергетических уровней показана на рис. 2.3. В газовой смеси электрический разряд, который возбуждает атомы гёлня и переводит их с основного энергетического уровня на уровень 2 5. Поскольку в газовом разряде происходят постоянные столкновения одних атомов с другими, то имеется определенная вероятность столкновения возбужденных атомов гелия с невозбужденными атомами неона, в результате которого атомы гелия передают свою энергию атомам неона, а сами возвращаются в основное состояние. Атомы неона вследствие увеличения внутренней энергии переходят из основного состояния на уровень 25, который, как это хорошо видно на рисунке, состоит из четырех подуровней. Поскольку перераспределение энергии при столкновении двух частиц происходит с минимальным изменением общей внутренней энергии, то атомы неона переходят в основном именно на уровень 2 5, а не на уровень 2Р или 15. Поэтому возникает инверсная населенность уровней 25 и 2Р. Суммарное число этих уровней сорок, но правилами отбора разрешены только тридцать переходов с уровней 25 на уровни 2Р. На пяти из этих переходов было получено стимули- [c.32]

Общий вид оптических функций возбуждения при столкновении с элек тронами и с нейтральными атомами или ионами сходен в обоих случаях вероятность возбуждения сперва растет с возрастанием кинетической энергии ударяющих частиц, достигает некоторого максимума и затем спадает. Но тот ход, который функция возбуждения при электронном ударе обнаруживает в интервале энергий в несколько десятков электрон-вольт, при соударении [c.454]

В квазистационарном состоянии, если не учитывать возбуждение молекул СОз электронным ударом, скорость возбуждения верхнего лазерного уровня углекислого газа совпадает со скоростью возбуждения молекул азота, так как каналом отвода колебательной энергии от молекулы азота является столкновение с молекулами углекислого газа. Скорость возбуждения азота dMIdt пропорциональна концентрации электронов и,,, концентрации молекул N и сечению возбуждения колебательного уровня молекулы азота а (и ), усредненному по скоростям электронов [c.53]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...