Тепловая ионизация атомов

Тепловая ионизация атомов [c.235]

В этом параграфе мы вернемся к закону действующих масс (см. 31) и рассмотрим задачу о тепловой ионизации атомов. Ограничимся рассмотрением не очень высоких температур, при которых преобладает однократная ионизация. Уравнение реакции имеет вид [c.235]

Когда температура достигает таких высоких значений, что тепловая энергия кТ сказывается сравнимой с энергией, которую нужно затратить на вырывание электрона из электронной оболочки атома (энергия ионизации), то происходит тепловая ионизация. Атомы (или молекулы) диссоциируют на положительно заряженный ион и электроны. Процесс ионизации можно рассматривать как систему химических реакций [c.78]

Расчет концентрации электронов проводимости, освобожденных прн ионизации доноров, аналогичен стандартному в статистической механике расчету тепловой ионизации атомов водорода. Если акцепторы отсутствуют, то в предельном случае низких температур квТ< Еа) для я получим результат [c.397]

Тепловой пробой, который происходит в результате тепловой ионизации атомов кремния в связи с локальным перегревом монокристаллической структуры. Неоднородности [c.49]

Электрон может быть оторван от атома при соударении двух атомов, если их кинетическая энергия превышает энергию связи электрона. Кинетическая энергия теплового движения атомов или молекул прямо пропорциональна абсолютной температуре, поэтому с повышением температуры газа увеличивается число соударений атомов или молекул, сопровождающихся ионизацией. [c.168]

Каждая такая спектральная линия не представляет собой, однако, излучения строго определенной длины волны, а является, как уже не раз упоминалось, излучением в очень узком спектральном участке, в котором энергия распределена так, что интенсивность быстро падает от центра к краям. Измерение ширины спектральной линии (см. 158) показывает, что в излучении разреженного газа величина этого участка нередко ограничена сотыми и даже тысячными долями ангстрема. Однако условия возбуждения могут заметно влиять и на эту величину, равно как и на положение центра (максимума) спектральной линии. Внешнее электрическое (или магнитное) поле вызывает расширение (или даже расщепление) спектральной линии, а такие внешние поля (особенно электрические) могут в условиях газового разряда обусловливаться высокой концентрацией ионов в разряде и достигать заметной величины столкновение светящегося атома с соседними во время процесса излучения также ведет к уширению линии й тому же ведет и самый факт теплового движения атома вследствие эффекта Допплера. В специальных условиях, например при мощных разрядах, сопровождающихся сильной ионизацией, или при большой плотности газа эти искажения могут достигать значительной величины. Однако [c.712]

Для получения полностью ионизованной плазмы необходимо нагреть газ до такой температуры Г, чтобы средняя энергия теплового движения атома была равна или больше энергии его ионизации I (условие полной ионизации)-. [c.216]

В результате ионизации атома вместо одной частицы образуются две — положительно заряженный ион н электрон. При очень высоких температурах, когда тепловая энергия, приходящаяся на одну частицу, больше ионизационного потенциала, т. е. когда [c.637]

Влияние теплового режима объясняют возбуждением или ионизацией атомов газов и паров в межэлектродном промежутке, более интенсивным испарением металла и увеличением тока термоэлектронной эмиссии. [c.68]

В состав солнечного излучения, помимо видимого света, входит также ультрафиолетовое и инфракрасное излучение. Энергия инфракрасного излучения недостаточна для ионизации атомов и молекул вещества, оно оказывает только тепловое воздействие на кожу. Ультрафиолетовое излучение способно ионизировать отдельные атомы, но, главным образом, его воздействие на биологическую ткань приводит к нарушению внутримолекулярных связей. По этой причине ультрафиолетовое излучение может вызывать опасные повреждения кожи. Оно может быть причиной тяжелых ожогов, а при длительном воздействии может вызывать рак кожи. Было установлено, что среди групп населения со слабой пигментацией кожи, которые подвергаются избыточному воздействию солнечного излучения, заболевания раком кожи встречаются гораздо чаще, чем среди групп населения, для которых не характерно длительное пребывание в условиях воздействия прямых солнечных лучей. [c.342]

Единственным пригодным способом решения первой задачи является разогрев термоядерного топлива внешними источниками до температур порядка (10 —10 ) К в зависимости от вида топлива. При таких температурах энергия теплового движения большей части ядер достаточна для преодоления кулоновского барьера, а само вещество находится в состоянии полной ионизации. Последнее обстоятельство н является определяющим в выборе способа передачи энергии ядрам, потому что только в топливе, разогретом до высоких температур, энергия ядер практически не тратится на ионизацию атомов, а следовательно, относительно велика вероятность реакций синтеза ядер. [c.153]

При исследовании плазмы приходится сопоставлять ее температуру либо с энергией ионизации атомов, либо с энергией теплового движения частиц плазмы. К тому же характерные температуры термоядерной плазмы велики по сравнению с теми, к которым мы привыкли. Поэтому более наглядным и удобным для сопоставления с привычным оказывается значение температуры в единицах энергии (1 эВ соответствует 11 600 К). Этим часто пользуются, поскольку типичная энергия теплового движения частиц Е однозначно связана с температурой среды Г (E—kT, где k — постоянная Больцмана). [c.153]

Идеальная плазма возникает в результате тепловой ионизации разрешенного газа (с.м. Саха формула). Плотное вещество может ионизоваться в результате смятия электронных оболочек атомов и ионов, если ср. расстояние между частицами меньше радиуса оболочки (Г(.р aJZ, Ло — радиус Вора). Для такой ионизации не требуются высокие темп-ры, кинетич. энергия характеризуется энергией Ферми "р. В этом случае критерий неидеальности имеет вид [c.252]

Тепловая ионизация примесных атомов................397 [c.379]

Взглянув на табл. 11.3 и 11.4, можно заметить, что энергии ионизации доноров и акцепторов сравнимы с квТ при комнатной температуре квТ —0,026 эВ). Поэтому тепловая ионизация доноров и акцепторов существенно сказывается на проводимости германия и кремния при комнатной температуре. Если, например, атомов донора существует больше, чем атомов акцептора, тепловая ионизация будет поставлять в зону проводимости избыточные электроны и проводимость образца будет определяться в основном электронами (отрицательными зарядами). В таком случае говорят, что материал относится к п-типу. Если же преобладают акцепторы, то в валентной зоне образуются избыточные дырки (положительные заряды), которые в основном и обусловливают проводимость. В этом случае материал [c.396]

ТЕПЛОВАЯ ИОНИЗАЦИЯ ПРИМЕСНЫХ АТОМОВ [c.397]

Ионизация в твёрдом теле — процесс превращения атомов тв. тела в заряж. ионы, связанный с переходом эл-нов из валентной зоны кристалла в проводимости зону. Энергия И. Т У в тв. теле имеет величину порядка ширины запрещённой зоны Sg (см. также Твёрдое тело). В кристаллах с узкой запрещённой зоной эл-ны могут приобретать W за счёт энергии тепловых колебаний атомов (термическая И.) при фотоионизации необходимые энергии сообщаются эл-нам проходящими через ТВ. тело (или поглощаемыми в нём) фотонами. И. происходит также, когда через тело проходит поток заряженных (эл-ны, протоны) илп нейтральных (нейтроны) ч-ц. [c.230]

Энергия, необходимая для ионизации атома, может быть сообщена кристаллу при нагревании его, освещении, приложении электрического поля и т. д. Так, при возрастании температуры кристалла начинаются тепловые колебания атомов решетки, находившихся при температуре абсолютного нуля в неподвижном состоянии, и появляется некоторое количество свободных электронов. Для этих электронов тепловая энергия, переданная им атомами, оказывается достаточной для разрыва ковалентных связей. [c.12]

Средняя тепловая энергия, определяемая величиной кТ (где /г= 1,38 эрг/град — постоянная Больцмана, Т — абсолютная температура), при комнатной температуре равна приблизительно 0,026 эв. Ширина запрещенной зоны для кремния Д о=1,12 эв. Следовательно, для ионизации атомов кремния средней тепловой энергии при комнатной температуре явно недостаточно. [c.12]

Возникновение электронной или дырочной электропроводности при введении в идеальный кристалл различных примесей обусловлено следующим. Рассмотрим кристалл 81, в котором один из атомов замещен атомом 8Ь. На внешней электронной оболочке 8Ь располагает пятью электронами (V группа периодической системы). При этом четыре электрона образуют парные электронные связи с четырьмя ближайшими атомами 81. Свободный пятый электрон продолжает двигаться вокруг атома 8Ь по орбите, подобной орбите электрона в атоме На однако сила его электрического притяжения к ядру уменьшится соответственно величине диэлектрической проницаемости 81. Поэтому для освобождения пятого электрона требуется незначительная энергия (приблизительно 0,008 адж). Такой слабо связанный электрон легко отрывается от атома 8Ь под действием тепловых колебаний решетки при низких температурах. Низкая энергия ионизации примесного атома означает, что при температурах около—100° С все атомы примесей в Се и 81 уже ионизированы, а освободившиеся электроны участвуют в процессе электропроводности. При этом основными носителями заряда являются электроны и возникает электронная (отрицательная) электропроводность, или электропроводность п -типа. [c.388]

Область низких температур. Средняя энергия тепловых колебаний атомов решетки кТ всегда значительно меньше ширины запрещенной зоны Eg, вследствие чего эти колебания при низких температурах дают очень малый темп возбуждения электронов валентной зоны и переброса их в зону проводимости. Так как для возбуждения и переброса в зону проводимости электронов с донор-ных уровней (рис, 6.4, а) требуется энергия д, примерно в 100 раз меньшая Eg, то электроны в зоне проводимости появляются в этом случае практически только за счет ионизации доиорных атомов. Поэтому можно считать, что их концентрация = Л д — Пд, где Л д — концентрация донорных атомов Пд — число электронов, оставшихся на донорных уровнях Л д — Пд — число электронов,, перешедших с донорных уровней в зону проводимости. [c.164]

А. п. характеризуется энергией, необходимой для такого перехода (энергией ионизации А. п. Sj). А. п. с энергией ионизации порядка тепловой энергии кТ (.мелкие А, п.) описываются водородоподобной моделью. Энергия ионизации такой А. п. в e. mjm раз меныпе энергии ионизации атома водорода - 10 эВ (е — диэлектрическая проиицае.жостъ полупроводника, гл(, — масса свободного электрона, т — эффективная масса дырок) порядка 10—100 мэВ. [c.58]

ЛАВЙНА ЭЛЕКТРОННАЯ — неуклонно нарастающий процесс размножения электронов в результате ионизации атомов и молекул, как правило, злектрон-ным ударом является главнейшим элементом алектрич. пробоя газов. В большинстве случаев Л. э. развивается в, )лектрич, или эл.-магн. иоле, хотя возможно лавинное размножение электронов чисто тепловой природы, напр, в ударной волне. [c.539]

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРОБОЙ диэлектриков и полупроводников— резкое падение их электрич. сопротивления при достаточно высоком приложенном к образцу напряжении (см. также Пробой электрический). Э. п. отличается от теплового пробоя тем, что на подготовит, стадии пробоя ни разогрев, ни хим. процессы не имеют существенного значения, а также малым временем развития пробоя, слабой зависимостью пробивного напряжения от темп-ры. Э. п. обусловлен ударной ионизацией атомов и молекул электронами. Электрон получает возможность ударной ионизации, если энергия U, передаваемая ему электрич. полем, оказывается больше энергии U, теряемой электроном при рассеянии на фононах, дефектах и примесях кристаллич. рещётки. При этом электрон мо- [c.514]

В работе Уманского [140] эти представления распространены на весь класс фаз внедрения. Имеет место аддитивность кристаллической структуры и физических свойств. Все металлы, образующие класс соединений, являются переходными, а неме таллы обладают близкими значениями потенциала ионизации 21,7-10 ( йс (13,54 эб) для водорода, 23-lQ- дж (14,47 эв) для азота, 18-10 дж (11,24 эв) для углерода. Тепловой эффект — экзотермический, причем он тем больше, чем менее заполнена с -подгруппа металлического атома. У карбидов и нитридов циркония и титана — элементов IV группы — эффект больше, чем у карбидов и нитридов тантала н ванадия — элементов V группы. Реакция образования карбидов молибдена и вольфрама МогС и W является эндотермической. При пропускании тока через-стальную проволоку при 1070 С скорость диффузии углерода в направлении тока (от анода к катоду) больше, что указывает на положительную ионизацию атомов углерода, подобно атому водорода в PdH. [c.168]

Другим недостатком при расчете сечений процессов с большой степенью нелинейности К являются очень большие поправки, учитывающие немонохроматичность излучения. Они, как правило, вводятся, исходя из априорного предположения о близости многомодового лазерного излучения к излучению теплового источника без должного для этого обоснования. При этом учет немохроматичности приводит к фактору дк = в величине /f-фотонного сечения ионизации по сравнению со случаем монохроматического поля (разд. 3.6). При больших значениях К такая процедура может приводить к большим ошибкам. Таким образом, лишь эксперименты, в которых для ионизации атомов благородных газов используется ультрафиолетовое излучение, и, следовательно, величина К относительно невелика, дают достаточно достоверную информацию о прямом процессе ионизации. [c.133]

Электроны, вырванные из катода, пролетая сквозь катодную область с большой скоростью, обусловленной наличием мощного электрического поля ( — 10 —10 в см), получают дополнительную кинетическую энергию, которую они затем передают атомам (молекулам) или ионам газа, вызывая этим новышение температуры газового промежутка. Благодаря огромному количеству таких соударений температура столба дуги достигает очень большой величины — примерно 6000—8000° С, в связи с чем главную роль в столбе играет термическая или тепловая ионизация. [c.7]

Процесс ионизации газового промежутка и возникновение дуги при сварке происходит следующим образом. При коротком замыкании электрода на изделие в месте контакта выделяется большое количество тепла, в результате которого значительно ускоряется движение свободных электронов. При отрыве электрода от металла свободные электроны под действием электрического поля начинают выбрасываться катодом в межэлектродное газовое пространство. Возникает так называемая электронная эмиссия, т. е. самопроизвольный выброс свободных электронов катодом. В газовом промежутке электроны сталкиваются с нейтральными атомами и расщепляют их на положительно и отрицательно заряженные частицы — ионы. Это явление называется ионизацией соударением. Кроме того, в результате высокой температуры возникшей дуги происходит тепловая ионизация, а за счет мощного лучевого потока — фотоионизация. В результате этих различных причин ионизации газовая среда становится высокоэлектропроводной, что обеспечивает устойчивое горение сварочной дуги. [c.34]

МЕДЬ ( uprum) u — хим. элемент I гр. периодич. системы Менделеева, п. н. 29, ат. в. 63,54. Природная М. — смесь 2 стабильных изотопов с массовыми числами 65 (30,96%) и 63 (69,04%). Сечение захвата тепловых нейтронов атомом М. 3,59 барн. Из искусств, радиоактивных изотопов в качество моченых ат0Л[0в используются Си 1 (Т,у = 3,3 пас) п Си (Г, = = 12,8 час). Конфигурация внешних электроьюв 3fi i 4si. Энергии ионизации (в, 9e) u° u+ —> us - —> -> u3+ соответственно равны 7,72 20,29 36,83. [c.166]

Показать, что понижение потенциала ионизации нейтрального атома (или молекулы) в слабоионизованном газе мало по сравнению с тепловой энергией атома и имеет порядок величины [c.43]

Как уже указывалось, в современных ионных источниках коэффициент использования массы достаточно высок (до 0,9 — 0,95), но все же некоторое количество атомов рабочего вещества поступает в ионнооптическую систему с тепловыми скоростями. В результате в ионнооптической системе могут протекать такие процессы, как рассеяние и перезарядка ионов на атомах, ионизация атомов ионами и др. В условиях ионных двигателей при относительных скоростях ионов и атомов 10 - м/с наиболее вероятным процессом является резонансная перезарядка ускоренных ионов на нейтральных атомах. При перезарядке ускорений ион приобретает электрон и становится быстрым атомом, продолжающим движение со скоростью, равной скорости иона в момент перезарядки. Атом, потерявший электрон, становится вторичным ионом, начальная скорость которого равна тепловой скорости атома (около 10 м/с). [c.83]

Наличие атомов натрия (и вообще щелочных металлов) в сравнении с условиями ЭЭО резко уменьшает минимальный потенциал ионизации вещества канала до величины фион = 5,1 эВ, Поэтому положительно заряженными частицами в ка>1але являются исключительно ионы натрия, концентрация которых определяется по уравнению Саха (20). С другой стороны, потенциал ионизации натрия больше, чем сродство к электрону любых частиц, содержащихся в канале, в том числе и атомов галогенов (в данном случае хлора). Следовательно, если тепловая энергия частиц в плазме канала достаточна для ионизации атомов натрия, то ее вполне хватает и для отрыва электронов от отрицательных ионов хлора. Поэтому в канале разряда носителями отрицательного заряда становятся электроны. [c.331]

ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СПЕКТРОСКОПЙЯ, определение хим. состава и исследование энергетич. структуры примесей в полупроводниках по спектрам их примесной фотопроводимости. В Ф. с. используется двухступенчатая ионизация примесных атомов сначала атом примеси поглощает фотон и переходит в связанное возбуждённое состояние, а затем ионизуется тепловыми колебаниями атомов кристалла (фототермическая ионизация). Для оптич. возбуждения примесных атомов ПП облучают монохроматич. излучением, плавно изменяя его частоту v (энергию фотонов hv). При определ. v, когда hv станет равной разности энергий основного и одного из возбуждённых уровней знер- [c.829]

Лавинный пробой происходит в результате ударной ионизации атомов кремния несновными носителями в облпсти объемного заряда, что вызывает нарушение ковалентных связей и образование пар электрон — дырка . Процесс возможен лищь при р-п-переходах с большой шириной объемного заряда, в противном случае неосновные носители не смогут приобрести в электрическом поле области объемного заряда достаточную для ионизации энергию. Такие переходы характерны для диодов, изготовленных диффузионным методом на кремнии с большим удельным сопротивлением. Лавинный пробой происходит цри более высокой напряженности электрического поля по сравнению с тепловым. [c.50]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...