Возбуждение атома при столкновениях ионами

К процессам объёмной ионизации относятся ионизация при соударениях электронов и ионов с нейтральными атомами и молекулами (ударная ионизация, прямая и ступенчатая), ионизация при передаче атому или молекуле энергии возбуждения другого атома или молекулы (неупругие соударения II рода), ионизация газа при облучении его ультрафиолетовым, рентгеновским или у-излучением (фотоионизация газа в объёме), ионизация при повышении температуры газа, вызываемая столкновением наиболее быстрых атомов или молекул между собой (термическая ионизация). [c.22]

Излучение, связанное с возбуждением атомов и ионов при температурах до 6000 К, относится к области светового и ближнего инфракрасного диапазонов длин волн. Это излучение носит дискретный характер и возникает при соударениях, когда при столкновении свободного электрона с атомом или ионом получаемая последними энергия недостаточна для ионизации, но возбуждает атом или ион. Последнее связано с кратковременным переходом электрона соответствующего атома или иона на внешнюю орбиту, В момент возвращения указанного электрона на прежнюю орбиту эквивалентное количество энергии излучается в виде фотона. [c.233]

Происхождение эмиссионных спектров Атомы и ионы всех элементов могут находиться в нормальном (основном) и возбужденном состояниях. В нормальном состоянии атомы обладают минимальной энергией Е , и в этом состоянии они не излучают. Под влиянием внешних воздействий (столкновения с быстролетящими частицами, ионами, электронами) происходит переход валентных электронов атома с нормального уровня на один из более высоких энергетических уровней , т. д. По истечении некоторого промежутка времени (примерно 10 сек) каждый возбужденный атом возвращается в нормальное или какое-либо промежуточное возбужденное состояние. Освобождающаяся при этом энергия АЕ=Е"—Е излучается в виде кванта света Ь. Эти соотношения можно выразить формулой [c.126]

Из других механизмов возбуждения флуоресценции в аналитических целях могут применяться ионизационно-рекомбинационная и сенсибилизированная флуоресценция. Рекомбинационное свечение возникает в результате облучения облака атомного пара светом, частота которого лежит в области сплошного поглощения за границей серии. Энергия этого излучения достаточна для ионизации атомов. При последующей рекомбинации ионов наблюдается излучение, как сплошного спектра, так и отдельных атомных линий. Сенсибилизированная флуоресценция возникает в результате передачи энергии от возбужденного атома А к невозбужденному атому В в процессе их столкновения [c.851]

Атом все время подвергается внешним воздействиям полей окружающих атомов, молекул, электронов, ионов. Это приводит к изменению режима излучения атома. Вследствие столкновений излучающего атома с другими частицами в разряде время жизни атома в возбужденном состоянии сокращается, а это ведет к уширению линии, так как ширина линии обратно пропорциональна времени жизни атома в возбужденном состоянии. [c.168]

В невозбужденном атоме электроны располагаются таким образом, что атом имеет наименьшую энергию. При возбуждении атома под действием столкновения с молекулами или ионами внешний электрон (реже два электрона) переходит на одну из более удаленных орбит или оболочек, при возвращении с которой излучается квант световой энергии. Частота излучения и, следовательно, длина волны света испускаемого кванта определяется известным соотношением [c.48]

Аналогичным образом обстоит дело и в отношении ионизации атомов и возбуждения получающихся ионов. Основную роль и здесь играет столкновение с электронами. Для того чтобы осуществить ионизацию, электрон должен обладать кинетической энергией, превышающей энергию ионизации данного атома г при дальнейшем увеличении скорости электронов эффективность ионизации падает — функция ионизации> ан логична по своему виду функции возбуждениям. Обратны.ми процессами, приводящими к уничтожению ионов, являются процессы рекомбинации ионов с медленными электронами — ион захватывает пролетающий мимо него электрон и воссоединяется с ним в нейтральный атом. [c.34]

С увеличением скорости электрона все чаще начинают происходить неупругие столкновения его с атомами и молекулами газа, при этом он может полностью отдать свою кинетическую энергию молекуле. В зависимости от величины переданной энергии молекула возбуждается или ионизируется. В возбужденном состоянии молекула или атом существуют очень малое время, затем происходит испускание избыточной энергии в виде фотона и переход в нормальное состояние. Этот процесс лежит в основе свечения газового разряда. По мере увеличения скорости электрона будет достигнута некоторая (вполне определенная для данного вида молекул или атомов газа) величина, когда в результате неупругих столкновений начнет происходить ионизация газа, т. е. отрыв от атома или молекулы принадлежащего им электрона с превращением их в положительно заряженный ион. Наименьшая разность потенциалов поля, ускоряющая электрон, необходимая для ионизации атомов или молекул газа, называется потенциалом ионизации этого газа Е = е У2— 1 1) (табл. 21). [c.146]

Атомы могут получать эту энергию в процессе столкновений с другими частицами — электронами, атомами, ионами, а также в результате поглощения ими световых квантов или фотонов. Вследствие этого атом перейдет из нормального состояния 1 в одно из верхних возбужденных состояний, допустим, i (рис. 1.1). На рис. 1.1 расстояние от основного уровня 1 до уровня i пропорционально энергии возбуждения этого уровня. Если атом в состоянии 1 взаимодействует с фотонами, частота которых удовлетворяет соотношению Ец=к ц, то возможен переход атома из нормального состояния в состояние t. [c.9]

Уравнение объемной конденсации. Если налетающая частица не является элементарной, то столкновение с мишенью может вести к ее возбуждению, что приводит к образованию отрицательно активных молекул. Такой частицей в нашем анализе будет молекула или атом. Под отрицательно активной частицей понимается молекула, у которой электрон постепенно удаляется от центра частицы и отрывается от нее. Частица с удаленным в бесконечность электроном называется ионом. Получение ионов есть процесс ионизации, который характеризуется потенциалом ионизации, т. е. той энергией, которую необходимо сообщить молекуле для отрыва электрона от нее. [c.158]

Другим важным каналом ионизации при столкновении с возбужденным атомом является ассоциативная ионизация. Эффективность этого процесса определяется снижением порога ионизации, когда продукты процесса - атом и атомарный ион могут образовывать связанный молекулярный ион. Если такой процесс оказывается экзотермическим, то при низких энергиях и температурах применима модель захвата Р.З. Когда процесс эндотермичен, можно обратиться к модели отталкивания частиц Р. 5. Строго говоря, она полностью обеспечена лишь при известном потенциале взаимодействия, однако в любом случае позволяет сделать оценки. Экспериментальные данные получены для большого набора сталкивающихся частиц, см. [4, 5.9]. [c.287]

При рекомбинации иона с электроном образуется атом в возбужденном состоянии и при дальнейших столкновениях происходит ступенчатая дезактивация атома с переходом в основное состояние. [c.322]

Ступенчатое возбуждение играет особую роль при возбуждении искровых спектров. Искровые линии возбуждаются прямым путем только при наличии быстрых электронов (низкие давления) так как кинетическая энергия электрона должна быть больше суммы энергии ионизации и энергии возбуждения данного уровня. Возбуждение искровых линий ступенчатым путем возможно и при малых скоростях электронов. Энергия электронов должна быть достаточной для возбуждения атома возбужденный атом при втором столкновении ионизуется, и только при третьем столкнобскин пояб-ляется возбужденный ион. Для ступенчатого возбуждения необходима высокая концентрация электроновР]. [c.19]

Н и т. д., получающиеся присоединением протона к молекуле. Изучение рекомбинации ионов в П. инертных газов указывает на существенную роль диссоциативной рекомбинации с участием молекулярных ионов типа Не , N62 , Аг " и т. д., в то время как нейтральные молекулы такого состава неизвестны. Наряду с химич. реакциями, большое значение имеют физич. процессы резонансной передачи энергпи. Так, быстрый ион может отнимать электрон у медленного атома. При этом процессе перезарядки образуются быстрые нейтральные атомы, уносящие энергию из магнитных ловушек. Метастабильный возбужденный атом при столкновении с нейтральным атомом может вызывать его ионизацию. Если энергия возбуждения одного атома близка к энергии ионизации другого, то процесс приобретает резонансный характер, т. е. вероятность его резко возрастает. Так объясняется облегчение электрич. пробоя в аргоне при добавлении неона. [c.21]

Вопрос о характере процессов ионизации и возбуждения в полом катоде весьма сложен, теорией разряда ПК [1397 1227, 918, 141] не рассматривается ii в настоящее время-не может считаться решенным однозначно. Согласно преобладающим представлениям [83, 82, 1278], быстрые первичные электроны прошеДшие катодное падение, иониз дот атомы и возбуждают ат мы и ионы рабочего газа, которые при столкновении с атомами металла передают последним всю или часть энергии, производя их возбуждение и ионизацию. (Наличие элементов, имеющих метастабильные энергетические состояния, увеличивает вероятность обмена энергией [c.176]

Вероятность ионизации. Вероятность возбуждения. Когда скорость электрона меньше скорости, соответствуюшей первому критическому потенциалу, соударение его с атомом всегда упруго, за исключеннем тех случаев, когда медленно движущийся электрон, попав в сферу действия атома, образует вместе с атомом отрицательный ион. Если н е скорость электрона больше первой критической скорости, то соударение его с атомом мо кет быть как неупругим, так и упругим электрон отдаёт свою энергию атому не обязательно, а лишь в некотором и притом довольно небольшом числе случаев из всех соударений. Относительное число этих благоприятных для возбуждения случаев, или вероятность возбуждения, определяют экспериментально, подсчитав, с одной стороны, из длины свободного пути электрона в газе число столкновений электронов данного пучка с атомами газа, а с другой— по уменьшению силы электронного тока—число электронов, выбывающих из пучка вследствие потери скорости при соударении. Ионизация при этом не должна происходить, или же число актов [c.101]

Вероятность (функция) возбуждения. Вероятность (функция) ионизации. Когда скорость электрона меньше скорости, соответствующей первому критическому потенциалу, столкновение его с атомом всегда упруго, за исключением тех случаев, когда медленно движущийся электрон, попав в сферу действия атома, ие может из неё вырваться и образует вместе с атомом отрицательный ион. Если же скорость электрона больше первой критической скорости, то столкновение его с атомом может быть как неупругим, так и згпругим электрон отдаёт свою энергию атому не обязательно, а лишь в некотором и притом довольно небольшом числе случаев из всех столкновений. Относительное число этих благоприятных для возбуждения случаев, или вероятность возбуждения, определяют, подсчитав, с одной стороны, из длины свободного пути электрона в газе число столкновений электронов данного пучка с атомами газа, а с другой — по уменьшению силы электронного тока число электронов, выбывающих из пучка вследствие потери скорости при столкновении. Ионизация при этом не должна происходить, или же число актов ионизации должно быть учтено по току положительных ионов на соответствующий электрод. Другой метод определения числа актов возбуждения — определение этого числа из спектроскопических данных. Та функция, которая определяет зависимость вероятности возбуждения атома электроном от скорости электрона, или, что то же, от пройденной электроном разности потенциалов U, называется функцией возбуждения. [c.203]

Раз атом находится в возбуждённом состоянии хотя и очень короткое, но конечное время, то может произойти новое неупругое столкновение возбуждённого атома с электроном. В этом случае атом перейдёт а новую, более высокую ступень возбуждения или, если энергии электрона на это хватит, будет ионизован. Такая ионизация или возбуждение путём нескольких последова-1ельных столкновений с электронами называется ступенчатой ионизацией, или ступенчатым возбуждением. Ступенчатая ионизация имеет место в тех случаях, когда газ оказывается ионизованным, несмотря на то, что разность между потенциалом анода и эмиттирующего электроны катода меньше ионизационного потенциала данного газа. В некоторых случаях подсчёт вероятности столкновения возбуждённого атома с электроном приводит к ничтожно малому числу ионов, образуемых таким процессом, — много меньше наблюдаемой ступенчатой ионизации. [c.209]

ОДИН из верхних уровней. Желательно, чтобы энергия этог( возбужденного состояния была достаточно большой. Из воз бужденного состояния, путем подвода дополнительной энер гии, атом ионизуется. Дополнительная энергия подводится либо в результате поглощения еще одного или двух фотоноЕ с той же или другой энергией, что и у фотона, поглощенного в первом акте возбуждения, либо путем столкновения с другой, достаточно быстрой частицей в пламени (термическая ионизация). В обоих случаях атомы определяемого элемента переводятся в ионы, которые могут быть детектированы любым методом, например, вытягиванием их специально наложенным электрическим полем [52]. [c.56]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология