Релаксация импульса электронов

Благодаря значительному различию масс электронов и ионов в плазме следует говорить о нескольких различных временах релаксации. Как мы уже видели, время релаксации импульса электронов по порядку величины равно [c.146]

Именно, будем считать, что характерное время т изменения усредненных величин, представляющих собой моменты функций распределения, значительно превышает времена релаксации импульса электронов и ионов, хотя и может быть меньше времени релаксации температур [c.162]

Поставим перед собой задачу получения уравнения, описывающего выравнивание во времени значений продольной и поперечной температур электронов. Очевидно, что такое уравнение будет описывать релаксацию распределения по импульсам электронов [c.137]

Применение лазера с короткими импульсами (100 фмс) используется для перевода электронов в возбужденное состояние, затем исследуется релаксация этого состояния с помощью второго, сканирующего лазера. Для металлических кластеров электронная релаксация обуславливается электрон-фононным взаимодействием. Измерения дали времена релаксации Гс = 2,5 пкс для кластеров серебра и Тс = 7 пкс для кластеров золота, в то время как для массивных металлов гм = 670 фмс и 1 пкс соответственно [14]. [c.363]

Ар = ]Ьк Ь1а)Т1 (черта означает усреднение по равновесным фононам, k — волновой вектор фонона, а — постоянная решетки). Так как Pf ЙМ, то электрону при Т < Q необходимо множество столкновений для того, чтобы потерять импульс Pf. Это означает, что процесс релаксации импульса можно при Г С 0 описывать как диффузию электрона по ферми-поверхности. Оценку времени релаксации т легко получить из выражения для коэффициента диффузии в импульсном пространстве [c.206]

Однако скорость релаксации по импульсу (та скорость, которая характеризует электропроводность), поскольку электрон-фононное рассеяние в этой области температур является неупругим (энергия фонона сравнима с к Т), будет другой. [c.227]

Метод электронного спинового эха (ЭСЭ) заключается в воздействии на спиновую систему коротких и мощных СВЧ импульсов в условиях ЭПР и наблюдение релаксации возбужденной т. обр. системы в исходное состояние. Помимо непосредственного измерения времен релаксации спиновой системы метод позволяет получать информацию о скорости медленных движений своб. радикалов (см. также Спинового эха метод). [c.451]

Время релаксации характерно для процессов, связанных с передачей импульса от электронов к ионам (см. ниже). [c.137]

Для определения времени, характеризующего релаксацию электронного импульса, примем, что функция ра1-,пределения электронов имеет вид [c.137]

Ряд интересных проблем, связанных с релаксацией колебательной и электронной энергий, исследован методом импульсного фотолиза. Спектроскопическая регистрация отдельных квантовых состояний дает возможность прямых наблюдений релаксационных стадий. Однако применимость метода ограничена простыми молекулами с полосатым электронным спектром и до сих пор с успехом применена только к двухатомным молекулам. На рис. 4.4 показано простейшее оборудование, которое обычно используется в исследованиях процессов обмена энергией. Эксперимент довольно прост и состоит из двух основных частей а) получения светового импульса высокой интенсивности, поглощаемого в реакционном сосуде (продолжительность фотолитического импульса 4-10 с), и б) зажигания второго спектроскопического импульса света (продолжительность 10 с), который проходит вдоль оси реакционного сосуда и фокусируется на входе спектрографа. [c.221]

Релаксационные процессы при высоких давлениях или в молекулярных жидкостях могут оказаться очень быстрыми, и для пх изучения необходимо работать в пикосекундных интервалах. Одиночные импульсы лазера с синхронизацией мод позволяют исследовать сверхбыструю колебательную релаксацию п перенос энергии в жидкостях [231], процессы электронного переноса [232] и время восстановления поглощения после насыщения молекулярных переходов в жидкостях [233]. [c.303]

Однако независимый расчет на основании электрохимических данных приводит к величине эффективной массы, значительно отличающейся от рассчитанной из спектроскопии. Подвижность гидратированного электрона была определена в работе Шмидта и Бака [8]. Эти исследователи облучали одиночными электронными импульсами 4>10 N раствор Ва(0Н)2 и измеряли наблюдавшийся в результате прирост электропроводности. Наилучшее совпадение расчетной кривой с экспериментом было получено, если принимать подвижность локализованного электрона 1,84-10 см в-сек ( 10%). Эта величина заметно меньше приводившейся ранее для аммиака. Последний, по-видимому, является скорее исключением, чем правилом, так как растворы щелочных металлов в аминах, где также предполагается существование сольватирован-ного электрона, показывают величину эквивалентной электропроводности, близкую к определенной Шмидтом и Баком в упомянутой работе. Время релаксации молекул воды при 20° С составляет —6,5-10 сек. [9]. Тогда в соответствии с уравнением (2.57) получаем [c.42]

Методы, рассмотренные в данном разделе, используют для изучения химической релаксации. Системе дают прийти в состояние равновесия. Его нарушают внезапным импульсом (например, внезапным импульсом температуры и давления от ударной волны), и равновесие системы нарушается. Скорость достижения реакцией нового равновесия измеряют, применяя высокоскоростную электронную технику. Константы скорости определяют из времени релаксации системы. [c.197]

Как мы видели, в случае слабого поля электрон за одно столкновение забирает от молекулы или отдает ей энергию порядка V т МТ. Изменение энергии электрона иа величину порядка самой энергии Т происходит в соответствии с результатами 1.5 за М/т столкновений. Таким образом, время релаксации электрона по энергии (нли модулю его импульса) имеет порядок величины (1.43), т. е. [c.32]

Если учесть столкновения олектронов с электронами, то для характерной частоты столкновений, описывающей согласно уравнениям (37.5) релаксацию импульса, получаем вместо (37.6) выражение [c.138]

Если температура ионов не очень сильно превышает температуру электронов, то очевидно, что время релаксации температуры значительно превышает времена релаксации как электроппого, так и ионного импульса. Поэтому можно мыслить себе такую ситуацию, в которой хотя характерные времена изменения распределения частиц будут велики в сравнении с временами релаксации импульса, они все же окажутся сравнимыми с временем релаксации температуры. Это означает, что для плазмы следует иметь уравнения, описывающие усредненные макроскопические движения, в условиях, когда температуры различных компонент плазмы различны. Для получения таких уравнений можно определенным образом модифицировать метод Энскога — Чепмена (21. Однако [c.146]

Благодаря тому, что время выравнивания температуры электронов и ионов плазмы значительно превышает время релаксации импульсов, то часто оказывается возможной ситуация, в которой температуры электронной и иопной компонент плазмы значительно отличаются друг от друга. Естествепно, что в такой ситуации обычная гидродинамика не может быть использована. Напротив, подобная неизотермическая плаама может быть описана уравнениями переноса, полученными в предшествующих двух параграфах. Однако эти уравнения переноса существенно упрощаются в условиях, которые можпо называть гидродинамическими. [c.162]

В настоящем параграфе рассматривается метод импульсного насыщения [7, 17], в котором под действием относительно короткого насыщающего импульса электронная спиновая система приводится к неравновесному состоянию. Внешнее магнитное поле Яо не изменяется во времени. При исследованиях неоднородноуширенных линий значение постоянного магнитного поля выбирается как в центре, так и на краях неоднородной линии. В течение короткого интервала времени т , обычно сравнимого с временем спин-решеточной релаксации исследуемых ПЦ, на образец подается мощный микроволновой импульс, а затем слабое контрольное микроволновое поле. Релаксометр ЭПР регистрирует изменение во времени мощности, поглощаемой образцом от этого контрольного поля. [c.126]

Индексы риг подчеркивают, что в первом случае при столкновении наиболее существенно изменение импульса, а во втором— энергии. Другими словами, по порядку величины 1 з 1р, где 1р — длина, на которой релаксирует импульс электрона, а ф 5 /е, где /е—длина релаксации энергии (вернее, е —р. При низких температурах Т 0), когда главную роль играют столкновения с длинноволновыми фононами, эти длины существенно различны 1о В1Ту1 ). Последнее обстоятельство приводит к наблюдаемому в эксперименте отклонению от закона Видемана— Франца. В тех случаях, когда неупругими столкновениями можно пренебречь ), различие между и 1р исчезает, что естественно, так как релаксация при этом связана только с изотропизацией движения электронов (в частности, различие между 1р и 1г исчезает в тех редких случаях, когда оправдано т-приближение). [c.217]

При решении кинетического уравнения в случае открытых поверхностей надо учесть ряд обстоятельств. Во-первых, характерным временем движения (для определения порядка величины д- 11д( в уравнении (27.7)) следует считать то время, за которое импульс электрона изменится на величину порядка 2пЬЬ, где Ь — вектор обратной решетки в направлении открытости (в рассматриваемом случае вдоль оси х) магнитное поле будет считаться большим, если время релаксации значительно больше этого времени (заметим, что из уравнений движения (27.1) ясно, что это время обратно пропорционально магнитному полю и по порядку величины равно периоду обращения электрона Т). Во-вторых, следует уточнить граничные условия. Как сказано в 27, в случае открытых траекторий граничным условием служит условие конечности функции при больших значениях времени I (при > оо). Если обобщить определение среднего значения функции, положив [c.237]

Поглощение сверхвысоких частот используется для определения содержания воды в терпингидрате и в некоторых других фармацевтических препаратах. Бензар и Юдицкий [11] показали возможность применения этого метода для контроля качества продукции в промышленности. Интересная спектроскопическая методика, предложенная Фельнер-Фельдегом [30а], основана на измерении отражения прямоугольных импульсов длительностью от 30 ПС до 200 НС, что соответствует частотам от 1 МГц до 5 ГГц. С помощью этой методики в течение долей секунды можно измерить в тонких слоях изучаемого материала значения диэлектрической проницаемости, соответствующие низким и высоким частотам, времена релаксации и диэлектрические потери. Леб и сотр. [57а] развили этот метод, обеспечив возможность измерения диэлектрических проницаемостей в области высоких частот (10 МГц — 13 ГГц). С помощью разработанной аппаратуры можно измерять диэлектрические характеристики твердых и жидких веществ относительно воздуха. В работе [57а] приведены данные для полярных жидкостей, в том числе для спиртов и водных растворов сахаров. Те же авторы предложили применять при описанных измерениях электронно-вычислительную машину, обеспечивающую сбор и обработку экспериментальных данных и Фурье-преобразование получаемых спектров. Новый импульсный метод нашел применение для определения влаги в молочных порошках. Кей и сотр. [44а ] приводят методику измерений, включающую следующие операции 1) из порошка готовят шарик массой 63 мг 2) взвешивают образец и помещают его в коаксиальную воздушную линию 3) измеряют высоту импульса с помощью осциллоскопа с градуированной шкалой, аналогового или цифрового вольтметра, двухкоординатного самописца или автоматической системы обработки данных 4) устанавливают соотношение между высотой импульса и массой воды в образце. [c.510]

В [58] подчеркивается, что метод насыщения при определении времени релаксации в ЭПР использует технику незатухающих колебаний в данной области частот , а интерпретация результатов зависит от выбора физической модели, такой, как, скажем, теория Блоха [8]. В [58] было измерено время электронной спин-решеточной релаксации с помощью импульсной аппаратуры, представленной на фиг. 11.8. Импульсы длительностью - 1 мксек поступали от магнетрона (1 3 см) с интервалом 1 сек через циркулятор и мощный аттенюатор в резонатор. В волноводный тракт магнетрона был включен также маломощный клистрон ( 10 вт), незатухающие колебания которого отражались от резонатора и сигнал поступал через блокировочное устройство на супер-гетеродинпый приемник с чувствительностью 10 вт. Все [c.396]

Фотодиссоциация молекул в основном электронном состоянии под действием импульса резонансного ИК излучения — универсальное явление для многоатомных молекул, особенностью которых является большое число колебательных степеней свободы, взаимодействующих между собой из-за ангар-монизма по мере увеличения уровня колебательной энергии. Отметим здесь, что только в результате исследования изотопически-селективного возбуждения молекул в сильном ИК поле по существу стала доступной информация о характеристиках многоатомных молекул в высоковозбуждённых состояниях (внутри- и межмодовый ангармонизм, стохастизация колебательной энергии за счёт взаимодействия мод, граница перемешивания колебательных уровней и образования квазиконтинуума колебательных состояний, внутри- и межмо-лекулярная релаксация и др.). Рис. 8.1.7 упрощённо иллюстрирует характеристики типичной колебательно-возбуждённой многоатомной молекулы, существенные для изотопически-селективной многофотонной диссоциации ИК полем. [c.369]

Диссоциация молекул в ИК диапазоне осуш,ествляется, как правило, из основного электронного состояния (рис. 8.1.7). Исключение составляют случаи, когда запас колебательной энергии молекулы настолько велик, что уровень её возбуждения пересекает электронно-возбуждённый терм, и может реализоваться спонтанный (адиабатический) или индуцированный столкновениями переход с этого колебательного уровня основного электронного состояния на соответствуюш,ий уровень возбуждённого электронного состояния — обратная электронная релаксация, и при дальнейшем наборе колебательной энергии молекула может диссоциировать, но уже из электронно-возбуждён-ного состояния. Для реализации мономолекулярной диссоциации в ИК диапазоне необходимо поглош,ение молекулой UF около 50 квантов с длиной волны 16 мкм, чтобы запас колебательной энергии молекулы превысил границу диссоциации. В принципе наряду с мономолекулярной диссоциацией может осуш,ествляться бимолекулярный процесс приобретение молекулой запаса колебательной энергии, достаточной для превышения порога диссоциации при VV колебательном обмене высоковозбуждённых молекул. Вполне вероятно, что количество молекул, поглотивших за импульс менее 50 квантов, необходимых для мономолекулярной диссоциации, будет гораздо больше, чем молекул, поглотивших такое или большее число квантов. Так как скорость колебательного VV обмена гораздо выше скорости дезактивации возбуждённых молекул и других вторичных процессов, то колебательный VV обмен между возбуждёнными молекулами должен приводить к установлению распределения молекул по уровням колебательного возбуждения с высокоэнергетическими хвостами. Вполне возможно, что количество молекул в таком хвосте с запасом колебательной энергии, превышаюш,им границу диссоциации, сопоставимо с количеством молекул, распавшихся при прямой мономолекулярной диссоциации. Подобный эффект наблюдался в экспериментах по диссоциации молекул Sip4 и B I3 при их многофотонном возбуждении ниже границы диссоциации [18]. К сожалению, количественными данными относительно молекул UFe авторы не располагают. [c.479]

Метод электронного спинового эха. Явление спинового эха состоит в том, что после воздействия на спиновую систему двух мощных импульсов, разделенных интервалом времени т, через промежуток времени 2т после первого импульса система индуцирует сигнал, амплитуда которого зависит от т и времени релаксации (для ядерных спинов — времен продольной и поперечной релаксации) [60 — 62]. В [63] описан ЭПР-релаксометр трехсантиметрового диапазона, позво- ляюпщй регистрировать сигнал спинового эха свободных радикалов. Прибор измеряет времена релаксации в диапазоне 10 —10 сек. Регистрацию сигнала. можно проводить как н осциллографе, так и на самош1сце. При использовании осциллографа чувствительность релаксометра составляет 10 ПЦ в образце. Регистрация на самописце повышает чувствительность в 30—50 раз. [c.457]

При измерении намагниченности образца время измерения 1 с, и следовательно для времен релаксации т < и исследования суперпарамагнитной релаксации с меньщими энергиями анизотропии подходят нанокластеры с размерами 10 100 нм. Для исследования более быстрой суперпарамагнитной релаксации весьма эффективна мессбауэровская спектроскопия Fe с характеристическим временем tm = Ю" с. Это время определяет ее значительные преимущества и ставит в ряд необходимого набора методов для исследования суперпарамагнетизма. Такое характеристическое время позволяет проводить исследования суперпарамагнитной релаксации магнитных нанокластеров в диапазоне размеров от 1 до 10 нм. Нижний предел размеров может и не определяться временем измерения, а носить характер офаничения со стороны природы магнетизма и магнитного упорядочения. Действительно, переход от отдельного парамагнитного атома железа к группе атомов с коллективным эффектом магнитного упорядочения неизбежно требует возникновения критического размера кластера, более которого вещество переходит в магнитоупорядоченное состояние, а менее которого кластер парамагнитен при любых температурах. Этот размер легко оценить для ферромагнитных металлов, в которых магнитное упорядочение характеризуется блуждающим магнетизмом, определяемым электронами проводимости. Если использовать тот же прием с применением соотнощения неопределенностей импульса и координаты для электронов проводимости при квантовом ограничении в объеме нанокластеров для ферромагнитных кластеров, как и ранее для кластеров немагнитных полупроводников, то критический размер возникновения ферромагнетизма определяется с применением следующей процедуры [c.527]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология