|
|
|
| Межотраслевая Интернет-система поиска и синтеза физических принципов действия преобразователей энергии | |
Стартовая страница |
О системе |
Технические требования |
Синтез |
Обучающий модуль |
Справка по системе |
Контакты |
 | Рекомбинация положительных ионов и электронов |
 | |
Анимация
0
Описание
Рекомбинацией называется превращение положительных ионов (атомных или молекулярных) в нейтральные атомные частиц (атомы или молекулы) при захвате свободного электрона (крайне редко нескольких электронов), а также понижение кратности положительных ионов при аналогичном захвате электрона (нескольких электронов).
Рекомбинация является процессом, обратным ионизации. Различают трехчастичную pекомбинацию (ТР) при соударениях с участием дополнительного электрона, иона, атома или молекулы (qі1)
(процесс, обратный столкновительной ионизации) и фотоpекомбинацию (ФР) с испусканием фотона (процесс, обратный фотоионизации)
.
Энергия излучаемого при фотоpекомбинации фотона 
определяется законом сохранения энергии:
,
где I - значение (модуль) энергии связи электрона с ионом X q+ (или энергия ионизации атомной частицы X (q-1)+);
- энергия падающего электрона.
Близким к фотоpекомбинации процессом является диэлектронная рекомбинация (ДР), при которой свободный электрон захватывается исходным ионом с образованием квазистационарного (долгоживущего автоионизационного) состояния, лежащего выше порога ионизации (при этом происходит возбуждение одного из электронов исходного иона), а затем происходит стабилизация этого состояния за счет излучения фотона:
.
Энергия фотона, излучаемого при диэлектронной рекомбинации 
равна разности энергий квазистационарного и конечного стационарного состояний:
.
В случае молекулярных газов может оказаться также существенным процесс диссоциативной рекомбинации, который в простейшем случае однозарядных двухатомных молекулярных ионов имеет вид:
.
Диссоциативная рекомбинация является процессом, обратным ассоциативной ионизации.
Поскольку вероятности и сечения прямых и обратных процессов связаны принципом детального равновесия, как полные, так и дифференциальные сечения рекомбинации могут быть выражены через соответствующие сечения ионизации с учетом плотности состояний системы для каждого процесса. Например, полное сечение фоторекомбинации spr(w) с захватом электрона энергии Ee и излучением фотона угловой частоты w равно:
,
где spi(w) - полное сечение фотоионизации.
Полное сечение рекомбинации позволяет определить скорость рекомбинации при заданном распределении электронов (для ТР также и третьих частиц) по кинетическим энергиям.
Полное сечение фоторекомбинации обычно убывает монотонно с ростом частоты излучения от минимального значения или энергии падающего электрона от нуля. Полное сечение трехчастичной рекомбинации также обычно убывает монотонно с увеличением относительных скоростей частиц. Величина и детальный характер зависимости сечений фоторекомбинации от энергии падающего электрона (частоты испускаемого фотона) существенно различны для разных ионов. Зависимости сечений трехчастичной рекомбинации от скоростей (кинетических энергий) сталкивающихся частиц различны при разных частицах-партнерах.
Полные сечения одновременного захвата нескольких электронов обычно пренебрежимо малы по сравнению с сечениями захвата одного электрона, и такие процессы можно не учитывать.
Ключевые слова
Разделы наук
Атомная физика, излучение и поглощение энергии атомами и молекулами
Электрические токи в вакууме, газах и плазмеПлазмодинамика
Квантовая механика
Применение эффекта
Любые приборы, использующие электрический разряд в газе или плазме, в т.ч. люминесцентные лампы, газовые стабилитроны, плазменные экраны, газоразрядные лазеры, МГД генераторы и т.д.
Реализации эффекта
Рекомбинацию можно наблюдать косвенно по линейчатому спектру испускания газового разряда.
Литература
1. Физическая энциклопедия.- М.: Советская энциклопедия, 1988.
2. Смирнов Б.М. Атомные столкновения и элементарные процессы в плазме.- М.: Атомиздат, 1968.
| Стартовая страница О системе Технические требования Синтез Обучающий модуль Справка по системе Контакты | |
 |
|
| Copyright © 2008 РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина | |