Излучение атомов и ионов при электронных столкновениях

Излучение атомов и ионов при электронных столкновениях [95, 96]. Возбужденные. атомы и ионы. при электронных столкновениях излучают линии, интенсивность которых можно рассчитать, если известны сечения возбуждения. [c.252]

Излучение атомов и ионов при электронных столкновениях [c.334]

В сильно разреженной плазме рекомбинация электронов и ионов происходит главным образом при парных столкновениях с излучением светового кванта. В плотной плазме преоб ладает рекомбинация при тройных столкновениях с участием электрона в качестве третьей частицы (третьей частицей может служить и нейтральный атом, но этот процесс играет роль только при чрезвычайно малых степенях ионизации, меньше 10 — 10 ). Простейшую оценку скорости рекомбинации с участием электрона в качестве третьей частицы можно сделать, если обобщить на этот случай старую теорию Томсона [45], которая относится к рекомбинации с участием нейтрального атома. Рассуждения здесь вполне аналогичны тем, с помощью которых в 6 этой главы была оценена скорость рекомбинации атомов в молекулу при тройных столкновениях. [c.345]

Потери на тормозное излучение при неупругом столкновении электрона с атомом или ионом зависят от состояния вакуума и бомбардируемой поверхности (шероховатости, загрязнения, адсорбции). [c.142]

Другое существенное требование к условиям проведения эксперимента — это небольшая плотность атомов в мишени, обеспечивающая отсутствие столкновений электронов с нейтральными атомами на пути к детектору и небольшая величина пространственного заряда, образующегося в области фокусировки излучения при ионизации атомов и атомарных ионов (см. разделы 3.2, 3.5). Использование в качестве мишени атомного пучка обеспечивает выполнение этих требований. [c.205]

Ионизация газа и возникновение электрической дуги между двумя электродами, находящимися под электрическим напряжением, происходят благодаря отрыву электронов от металла катода и эмиссии (излучению) их в дуговой промежуток под действием электрического поля, высокой температуры на торце катода и ударяющихся о катод положительно заряженных ионов дуги. Вырвавшиеся с катода электроны под воздействием электрического поля приобретают направленное перемещение со значительной скоростью от одного электрода (катода) к другому (аноду). При столкновении электронов с атомами газа и паров металла в дуговом промежутке происходит непрерывная их ионизация. Образующиеся при этом положительные ионы под действием напряжения между полюсами направляются к отрицательному электроду (катоду) и, отдавая ему свою энергию, вызывают сильный нагрев металла и дополнительный выход электронов из него. Электроны, прошедшие дуговой промежуток, ударяются о положительный электрод (анод), отдают ему свою энергию и переходят в металл. [c.15]

При высоких температурах значительная часть молекул газа обладает достаточной энергией для того, чтобы при столкновениях могло произойти разбиение нейтральных молекул на ионы кроме того, с повышением температуры увеличивается общее число столкновений между молекулами газа. При очень высоких температурах на процесс ионизации начинает влиять также и излучение газа и раскаленных электронов. При обычных температурах ионизацию можно вызвать, если уже имеющимся в газе электронам и ионам сообщить с помощью электрического поля большие скорости. Обладая большой энергией, эти частицы могут разбивать нейтральные атомы и молекулы на [c.9]

Телеметрическая передача данных. Телеметрическая передача данных со снарядов, снабженных ядерными силовыми установками, усложняется наведенной ионизацией воздуха вокруг реакторного конца снаряда при движении его в атмосфере. Эта ионизация обусловлена столкновениями быстрых нейтронов с ядрами атомов воздуха (ударная ионизация), последующими столкновениями атомов, образованием вторичных электронов при комптоновскОм рассеянии у-фотонов, образованием пар электрон -f позитрон при поглощении фотона в электрическом поле ядра, атома или электрона, а также фотоэлектронами, образующимися в процессе атомного поглощения фотонов [34]. Орбитальные переходы электронов при ион-электронной рекомбинации дают излучения, частоты которых лежат в очень широких пределах однако в плотной атмосфере, т. е. при высотах меньше 30 миль, все возможные частоты достаточно высоки ((свыше 10 Мгц) и находятся в области видимого света. Более длинноволновое излучение будет возникать при возбуждении вращательных степеней свободы молекул для воздуха частоты такого излучения лежат выЩе 40 ООО Мгц. Излучение такого рода не будет являться помехой при телеметрической передаче данных, так как при такой передаче используются относительно низкие несущие частоты (от 100 до 3000 Мгц). Более серьезной проблемой является увеличение проводимости воздуха при увеличении плотности свободных электронов, так как достаточно хорошо проводящий воздух становится плохой средой для распространения электромагнитных волн любой частоты [35]. Уровень электронной и ионной плотности определяется динамическим равновесием скоростей перечисленных выше процессов и скорости процесса рекомбинации. При незначительной парциальной ионизации скорость рекомбинации зависит от ионной и электронной плотности И коэффициента рекомбинации, а следовательно, от плотности воздуха или высоты полета снаряда. [c.541]

Рассмотрим установившееся движение плоской ударной волны навстречу лазерному излучению. Интенсивность лазерного излучения Р считаем постоянной. Газ перед волной неподвижен и характеризуется начальной плотностью частиц Л о- Тепловое излучение плазмы ионизирует слой газа перед фронтом светодетонационной волны. При значениях Го и Л о соответствующих светодетонационному режиму, начальная ионизация газа непосредственно перед фронтом равна aeг<10 . Пробег ионизующих квантов не превышает миллиметра, поэтому в нескольких миллиметрах от фронта газ вообще не ионизован. Температура электронного газа перед фронтом Те определяется равновесием между поглощением лазерного излучения и потерями энергии при столкновениях. В светодетонационном режиме для водорода, гелия и аргона величина Те равна Те -н2 эВ. Время от начала фотоионизации очередного слоя газа до прохождения фронта волны через этот слой порядка 10 с. Передачей энергии от электронов к атомам можно пренебречь (из-за большого различия в массах атома и электрона), поэтому для температуры атомов (и ионов) перед фронтом справедлива оценка Т < Те. [c.112]

Плазменные И. о. и. имеют энергетич. характеристики и вид спектра излучения, определяемые темп-рой Т и давлением р плазмы, образующейся в них при электрич. разряде или иным способом, и изменяющиеся в широких пределах в зависимости от хим. состава рабочего вещества и вводимой уд. мощности. При низких Т и р сиоктр излучения в основном представляет собой узкие атомные резонансные линии и молекулярные полосы. С увеличением вводимой уд. мощности и повышением Т в спектре излучения плазмы начинают преобладать линии возбужденных атомов и ионов и появляется сплошной фон, обусловленный тормозным и рекомбинац. излучениями, возникающими при столкновениях электронов и ионов. При повышении давления линии уширяются, интенсивность континуума возрастает и сначала в линейчатом, а затем и в сплошном спектре, начиная с длинноволновой его части, достигается насыщение до интенсивности излучения абсолютно черного тела при Т плазмы. Предельные параметры, ограничиваемые техЕгически осуществимой скоростью ввода энергии и стойкостью материалов конструкции, в импульсных плазменных П. о. и. намного выше, чем в непрерывных. [c.222]

Иоинзующая У. в. Если за У. в., распространяющейся по неионизованному газу, темп-ра Гг 10 ООО К, газ в У. в. ионизуется на десятые доли и более. (Относит, концентрация ионов резко возрастает с увеличением темп-ры и значительно слабее—с уменьшением плотности газа.) Осн. механизмом является ионизация атомов электронным ударом. Необходимую для этого энергию электронный газ получает при упругих столкновениях электронов с атомами и ионами. Развивающаяся лавина электронная начинается с относительно небольшого кол-ва начальных, затравочных электронов. Они могут появляться при столкновениях атомов (хотя эфф. сечение ионизации атомами очень мало), в результате реакции ассоциативной ионизации типа N-bO+2,8 эВ-> NO е (такой процесс идёт в воздухе), путём фотоионизации атомов перед СУ УФ-излучением, испускаемым нагретым газом за У. в. Неясность в отношении конкретного механизма нач. накопления электронов часто затрудняет интерпретацию эксперим. результатов по структуре ионизационной волны не очень большой интенсивности. В релаксац. зоне темп-ра электронов меньше темп-ры атомов и ионов Г, т. к. электронный газ затрачивает большую по сравнению с feF, энергию на ионизацию атома. Зависимость Г, от Т в релаксац. зоне определяется балансом энергии, затрачиваемой электронами на ионизацию и получаемой при упругих столкновениях с атомами и ионами. Чем более интенсивна У.в., тем больше разность Т— Т ъ релаксац. зоне. В той её части, где состав газа близок к равновесному, становится существенным процесс, обратный ионизации, т. е. электрон-ионная рекомбинация. При достижении ионизац. равновесия выравниваются и темп-ры Г Т. Ширина релаксац. зоны обратно пропорциональна pi- [c.209]

Из соотношений (3.16-3.17) легко оценить, что при типичной для ла зерного излучения оптической частоте ш (х 0,1а а и субатомной (а тем более атомной и сверхатомной) напряженности поля амплитуда колебаний электрона сравнима с боровским радиусом или превышает его, а энергия колебаний (1 кол) превышает энергию связи электрона в атоме Ei, Исходя из выражения для параметра адиабатичностн 7 (1.5) видно, что такие боль шие значения акол и (1 кол) соответствуют туннельному пределу 7 < 1, а в многофотонном пределе 7 > 1 величины акол < и (1 кол) < так что возможные столкновения колеблющегося электрона с атомами и ионами существенной роли не играют. [c.72]

В противоположном случае, когда акол и ( шл) не малы, при столкнове НИИ колеблющегося электрона с атомами и ионами могут возникать различ ные вторичные эффекты (упругое и неупругое рассеяние электронов, его рекомбинация). Эти столкновения, в частности, могут приводить к транс формации колебательной энергии электрона в кинетическую дрейфовую энергию. В разд. 3.2. уже указывалось, что все эксперименты проводятся в условиях, когда вторичные эффекты исключены из-за малой плотности атомной мишени. Однако имеется один случай, когда вероятность столк новения колеблющегося электрона не зависит от плотности мишени — это процесс столкновения колеблющегося электрона, образованного при ионизации атома, с собственным атомным остовом (ионом) при линей ной поляризации излучения. Действительно, при линейной поляризации излучения электрон совершает колебательное движение вдоль вектора поляризации и после точки поворота возвращается к точке, в которой он был вырван из атома. [c.72]

Темп-ра газа определяется балансом между нагревом и охлажденпем. Нагрев происходит при ионизации водорода в областях ПИ и углерода в областях HI излучением. Охлаждение газа происходит при возбуждении атомов и ионов электронным ударом. В областях НП возбуждаются ионы О, N и S при этом излучаются линии в видимой части спектра. В областях HI возбуждаются подуровни тонкой структуры основного состояния С, о, О. Кроме того, атомы теряют энергию при столкновениях с пылинками. В этом случае энергия излучается в далекой инфракрасной части спектра. Темп-ра в областях ПП устанавливается ок. 8 000—10 000°, в областях HI — от 25° до 100°К. Иногда темп-ра поднимается при столкновениях облаков и нри других газодинамич. явлениях, порождающих ударные волны. [c.168]

В ГЛ. VI. Электроны захватываются ионами при тройных столкновениях с участием электрона в качестве третьей частицы при не очень высоких температурах электроны, как правило, захватываются на верхние уровни атомов. Возможны захваты при парных столкновениях с излучением светового кванта (в этом случае электроны захватываются преимуществен-н о на основной уровень). Фоторекомбинация существенна лишь при очень малых плотностях электронов Мд Мсм , тем меньших, чем ниже температура. По формуле (6.107) она преобладает только при условии Л е < 3,1-10 Г = 3,2-10 град- Между тем в большинстве интересных случаев разлета в стадии нарушения равновесия при температурах в несколько тысяч градусов плотность электронов гораздо больше и фоторекомбинация роли не играет ни в момент нарушения равновесия, ни позднее. [c.447]

Светотехнические применения. Прежде всего отметим газосветные лампы, в которых используется электрический разряд в газовой смеси. Образующиеся в разряде быстрые электроны возбуждают при столкновениях атомы или ионы газовой смеси, играюш,ие роль центров люминесценции свечение газосветных ламп — это свечение электролюминесценции. Газосветные лампы применяют для декоративного освещения, в светящихся рекламах, а также для различных научно-технических и медицинских целей. Лампы с неоновым наполнением дают оранжевое свечение, наполненные гелием — желтое свечение, наполненные аргоном— синее свечение. Газовый разряд в парах ртути порождает ультрафиолетовое излучение (с длинами волн 0,18 и 0,25 мкм), оказывающее сильное биологическое действие оно используется, например, для уничтожения бактерий, для загара. [c.197]

Набор параметров плазмы, определяемых совр. методами Д. п., весьма велик. Определяются форма и местоположение плазмы, плотность (а=е, i, а) составляющих компонент (электронов, ионов, атомов, радикалов, фотонов) и их статистич. распределе11ия (по скоростям, по уровням возбуждения и т. п.), темп-ры Т , если распределения близки к равновесным, теплопроводность, интенсивность излучения, коэф. поглощения, частота столкновений компонент, коэф. диффузии и т. д. Исследование распределений этих параметров в пространстве и времени при заданных внеш. условиях позволяет выделить основные кинетич. и динамич. процессы, протекающие в изучаемой плазме, определить их скорости, энергетич, характеристики, найти способы управления значениями параметров плазмы. [c.605]

Аргоновый лазер. Рабочим веществом аргонового лазера являются ионы Аг+. Генерация осуществляется в непрерывном режиме на переходах между высокорасположенными уровнями конфигураций Зр 4р ЗрЧз иона аргона. Наиболее интенсивно излучение на волнах 541,5 и 488,0 нм. Инверсия создается в сильноточном капиллярном разряде низкого давления при каскадном процессе ионизации атома и последующем возбуждении иона в столкновениях с электронами разряда. Нижний лазерный уровень опустошается радиационно. Аргоновый лазер имеет малый [c.43]

Повышение КПД и мощности излучения ЛПМ при добавлении водорода авторы [10] объясняют, в частности, интенсивным уменьшением электронной температуры в период послесвечения из-за упругих и неупругих столкновений. Охлажденные электроны ускоряют процесс рекомбинации электронов и ионов, что сокращает доимпульсную концентрацию электронов. При этом в период между импульсами тока происходит более быстрый и полный переход атомов меди в основное состояние и увеличивается приложенное к АЭ импульсное напряжение. [c.215]

В лабораторных условиях П. наиболее удобно создавать электрич. разрядом. Поскольку масса электронов т много меньше массы ионов М, то именно они переносят ток и получают энергию от внешнего электрич. ноля. При упругих столкновениях с тяжелыми атомами или ионами электрон в каждом столкновении может передать только малую долю ( т М) своей энергии. Поэтому темн-ра электронов в газовом разряде может значительно превышать темп-ру ионов. Такая П. наз. н е и з о т е р м и ч е с к о й. Электроны сталкиваются с атомами также и неупруго, что ведет либо к ионизации, либо к возбуждению носледних. Если возбужденные атомы не успевают отдать излишек энергии излучением или ударами второго рода, то повторные столкновения с электронами могут перебросить их на более высокие энергетич. уровни, вплоть до ионизации. Такой процесс наз. с т у н е п- [c.16]

Процессы неупругих С. а. весьма разнообразны. Перечень не упругих процессов, к-рые могут происходить в газе или слабоионизов. плазме, приведён в таблице. В различных лаб. условиях и явлениях природы гл. роль играют те или иные отдельные неупругие процессы соударения ч-ц. Напр., излучение с поверхности Солнца обусловлено б, ч. столкновениями между эл-нами и атомами водорода, при к-рых образуются отрицат. ионы водорода (табл., п. 26). Осн. процесс, обеспечивающий работу гелий-неонового лазера (см. Газовый лазер),— передача возбуждения от атомов гелия, находящихся в метастабильных состояниях, атомам неона (табл., п. 6) осн. процесс в электроразрядных молекулярных газовых лазерах — возбуждение колебат. уровней молекул электронным ударом (табл., п. 3) в результате этого процесса электрич, энергия газового разряда частично преобразуется в энергию лазерного излучения. В газоразрядных источниках света осн. процессами являются в т. н. резонансных лампах — возбуждение атомов электронными ударами (табл., п. 2), а в лампах высокого давления — фоторекомбинация эл-нов и ионов (табл., п. 24). Спиновый обмен (табл., п. 7) ограничивает параметры квантовых стандартов частоты, работающих на переходах между состояниями сверхтонкой структуры атома водорода или атомов щелочных металлов (табл., п. 9). Различные неупругие процессы С. а. с участием свободных радикалов, ионов, эл-нов и возбуждённых атомов определяют мн. св-ва атмосферы Земли. Мак-Даниель И., Процессы столкновений в ионизованных газах, пер. с англ.. М., 1967 Смирнов Б. М., Атомные столкновения и элементарные процессы [c.725]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...