Портал | Содержание | О нас | Авторам | Новости | Первая десятка | Дискуссионный клуб | Чат Научный форум Первая десятка "Русского переплета" Темы дня:

Мир собирается объявить бесполётную зону в нашей Vselennoy! | Президенту Путину о создании Института Истории Русского Народа. |Нас посетило 40 млн. человек | Чем занимались русские 4000 лет назад? | Кому давать гранты или сколько в России молодых ученых?

Ионизация светом (фотоионизация) ≈ процесс И. атомных частиц в результате поглощения фотонов. В слабых световых полях происходит о д и о ф о т о FIJI а я И. В световых полях высокой интенсивности возможна много фото иная ионизация. Напр., частота лазерного излучения .обычно недостаточна для того, чтобы поглощение одного фотона вызвало И. Однако чрезвычайно высокая плотность потока фотонов в лазерном пучке делает возможной многофотонную И, Экспериментально в разреженных парах шолоч-ных металлов наблюдалась И. с поглощением 7≈9 фотонов.
В отличие от И. в столкновениях, сечение И. фотоном не равно нулю в пороге И., а обычно максимально и падает с ростом энергии фотона. Однако возможны максимумы в ионизационной кривой и вне порога И. в зависимости от строения атомов. На рис. G приведена зависимость сечения фотоионизации для атомов Na и Li.
Для атома водорода и водородоподобных. попов существует точная теория процессов фотоионизации. Эфф. сечение фотоионизацин из осн. состояния равно
_ a f "г V exp<-4xarctg x) Ф
2"л= И
1 -ехр (-2лх)
(5)
постоянная, оо_г
где а^^^х/,з7 ≈ тонкой структуры граничная чистота фотоионизации, со ≈ частота фотона и к≈ у (о/(и≈о>_г). Для атома водорода й>_г = ^=109678,758 см-¹ (Х=-1216 А). (В спектроскопии частота часто да╦тся в «обратных» см, т. е. ~1/Х.) Вблизи границы фотоионизацшт (со≈<о_г<оо_г)
_ 2л^г ^J_.V _«_ / ^ю-\в/*
Ф Ч \ 2 72 / 7* \ j , ^ , * ij / i. \
вдали от границы (ш≈о)_г>оз_г)
2^ял а ^ «« ^ ⁷/²
2 "О,
(6)
0*ф =
ПО-
С?)
Сечение фотоионизации из возбужд╦нных состояний убывает с ростом гл. квантового числа п пропори* п~^ь (для п^З). Сечение фотоиоииаации 0ф связано с коэф.
- 0.003
- 0,002
- O.OOJ
Превышение частоты ионизующих квантов над порогом (10⁴см~^])
Рис. в. Фотоионизация атомов щелочных металлов: лития (J ≈ эксперимент; 2 ≈ расч╦т) и натрия (3 ≈ эксперимент;
4 ≈ расч╦т).
фотопоглощения фотона фиксированной частоты следующим образом:
п
Здесь сумма бер╦тся по всем уровням атома, для к-рых энергетически возможна фотоионизация, и N_n ≈ ллот-ность числа атомов в состоянии п. Вычисление сечений и сопоставление с экснерим. данными (в т. ч. и для
неводородоподобпых атомов) приведены в [9]. Сечение фотоионизации на .2≈3 порядка ниже а, при столкновениях.
Те же звконолтерности характеризуют И. внутр. оболочек атомов (при этом Z имеет смысл эфф. заряда остова, в поле к-рого движется эле'ктрон). Фотоиони-зация глубоких внутр. оболочек атомов, и отличие от И. электронным ударом, практически не влияет на электроны внеш. оболочек, т. е. является весьма селективным процессом. Оже-эффект, сопровождающий ликвидацию вакансии во внутр. оболочке, приводит к образованию многозарядного иона. При атом могут образоваться ионы неск. степеней кратности. В табл. даны вычисленные и наблюдаемый значения ср. зарядов ионов для нек-рых атомов.
Т а 0 л. ≈ Вычисленные и наблюдаемые значения средних зарядов поной

X
О
Экспериментально фотоиопизация исследуется по измерению коэф. поглощения, регистрации числа образовавшихся ионов, измерению рекомбинац. излучения (сечения обратного процесса ≈ фоторекомбина-цип). Фотоионизация играет существенную роль в иоиизацонном балансе верхних слоев атмосферы, планетарных туманностей, подверженных иопизующему излучению зв╦зд и др.
Ионизованные газы и жидкости обладают электропроводностью, что лежит в основе их разл. применений. Это также да╦т возможность измерять степень И. этих сред ≈ отношение концентрации заряж. частиц к исходной концентрации нейтральных частиц. Газ с высокой степенью И. образует плазму. Процессом, обратным И., является рекомбинация ионоп и электро-нов> связанная с ионизац. процессами соотношениями, следующими из принципов детального равновесия. Процессы И. и рекомбинации играют важную роль во всех электрич, разрядах в газах и разл. газоразрядных приборах,
Лит.: 1) Донец Е. Д., О в с я и гг и к о н В. П., Исследование ионизации положительных ионов электронным удя-рок, «ЖЭТФ», 19S1, т. 80s с. 916; 2) Петер коп Р/К., Теория ионизации атомии электронным ударом, Рига, 1975; ,4) В а и н ш т е и н Л. А., ОоПельман И. И., Ю к о в Е. А., Возбуждение атомов и уширение спектральных линий, М.. 1979; 4) Друкарен Г, Ф., Столкновения электронов с атомами и молекулами, М., 1978; 5) Ma sse у Н. S. W., G i I b о d у Н. В., Electronic and ionic impact phenomena, v. 4, Oxf., 1974; 6) М е с с и Г., Б а р х о п Е., Электронные и ионные столкновения, пер. с англ., М., 1958; 7) J а п е v R. К.. Р г е я п у a k о v L. P., Collision processes of multiply charged ions with atoms, «Phys. Bepts», 1981, v. 70, KB 1; 8) Shah М. В., Gilbody Н. В,, Experimental study of the ionizatipn of atomic hydrogen by fast multiply charged ions of carbon, nitrogen and oxygen, «J. Phys, В.», 1981, v. 14, p. 2831; 9) С о б е л ъ м а н. И. И., Введение в теорию атомных спектров, М., 1977. Л. П. .Пресняков.
ИОНИЗАЦИЯ ПОЛЕМ (полевая ионизация» а в т о и о н л з а ц и я) ≈ процесс ионизации атомов и молекул газа в сильных электрпч, долях. Связанный в атоме электрон можно представить себе находящим- 195
13*