длина пробега в электрическом поле

I — длина свободного пробега Е — напряженность электрического поля О — сечение рассеяния. [c.128]

Первоначальное изучение электретов, полученных из цеолитов, показало, что при напряженности электрического поля порядка 10 В/м и выше образуется гомозаряд за счет пробоя газового промежутка между поверхностью образца и электродом [686]. Эти опыты проводили при наличии зазора в 1 мм между образцом и потенциальным электродом. Знак поверхностного заряда был установлен по направлению отклонения нити струнного электрометра при опускании электрода до его соприкосновения с поверхностью образца. Величина гомозаряда а зависела от приложенного напряжения и (рис. 16.1), что можно связать с увеличением числа ионов в газовом промежутке. При малом напряжении (левая часть кривой на рис. 16.1) величина гомозаряда растет с увеличением времени поляризации. В этом случае возрастало число ионов, образующихся в газовом зазоре и оседающих на поверхность образца. Уменьшение давления газа при не слишком большой разности потенциалов вело к возрастанию гомозаряда [686], так как при этом росла длина свободного пробега. При 113 К время релаксации гомозаряда очень велико — измерения не обнаруживали изменений этого заряда за 2,5 ч. Однако при той же температуре знак гомозаряда менялся при изменении знака поляризующего напряжения, действующего всего 10 с. Это можно объяснить тем, что гомозаряд фиксировался на поверхности образца цеолита [687]. [c.256]

Упрощенное количественное описание слабо ионизированной плазмы осуществляется с помощью основного метода кинетической теории газов — метода двойных упругих соударений. Его основу составляет применение законов сохранения энергии и импульса к элементарным актам соударений. В отсутствие внешних электрических полей и в слабых электрических полях средние скорости движения ионов и длина их свободного пробега мало отличаются от аналогичных величин для нейтральных молекул. Для электронов эти величины существенно выше, чем для нейтральных частиц. В сильных электрических полях скорости движения ионов и длина свободного пробега существенно выше этих величин для нейтральных молекул. [c.249]

В детекторе с газовым усилением заряд Q, индуцированный во внешней цепи, пропорционален энергии г, потерянной частицей, только в случае, если каждый первичный электрон, независимо от места его образования, создает в процессе усиления одно и то же количество пар ионов. Поскольку вероятность вторичной ионизации зависит от напряженности поля, то в полях с резким градиентом можно получить очень узкую область, в которой в основном будет происходить ионизация. Например, средняя длина пробега электрона между соударениями в водороде при давлении 133 гПа составляет я см. Чтобы происходила ионизация атомов водорода, необходима энергия выше 15 эВ. Таким образом, в рассматриваемом примере для вторичной ионизации нужно электрическое поле напряженностью выше 1,5 10 В/см. Такое поле при сравнительно невысоком приложенном напряжении можно получить в детекторах цилиндрической формы (рис. 6.2.5, а), в которых диаметр цилиндра — катода — много больше диаметра анода — металлической нити. [c.81]

Для шаровой частицы из проводящего материала, радиус а которой много больше средней длины свободного пробега ионов а I мкм), не нужно рассматривать хаотического движения ионов полный поток я]) электрического поля, входящий в шар, дается выражением я [c.157]

Отдельные, или монохроматические, электроны. Электрон, обладающий большой энергией, образует примерно в 1000 раз меньше ионов на единицу длины пробега в воздухе, чем а-частица в тех же условиях. Поэтому при прохождении через данное количество вещества пучок электронов испытывает меньшее торможение, поскольку электроны теряют меньше энергии на единицу длины пути, чем а-частицы. Однако в случае электронов большой энергии характер взаимодействия с веществом значительно сложнее, чем в случае а-частиц. Это обусловлено большим различием в величине масс обеих частиц. Поскольку а-частица гораздо тяжелее атомных электронов, ее путь при прохождении через вещество почти прямолинеен. Что же касается электронов, то они отклоняются под действием как электрического, так и магнитного поля атома. Так как быстро движущийся электрон неоднократно испытывает рассеяние, его путь не является прямолинейным. [c.23]

Был предложен ряд гипотез для объяснения работы катода дугового разряда с металлическими электродами. Исключая обычную термоэлектронную эмиссию, наиболее распространенной точкой зрения является электронная эмиссия под воздействием сильного электрического поля. Предполагается, что такое поле возникает из-за большого пространственного заряда положительных ионов, отстоящего на расстоянии средней длины свободного пробега от катода. Вариантом этой гипотезы является совместное действие электрического поля и температуры. [c.287]

Обозначим через длину свободного пробега заряженной частицы, через —промежуток времени, за который частица летит свободно от соударения до соударения, через —длину того пути, который частица при этом проходит в направлении поля, через X, т и I—средние значения тех же величин, через V—скорость теплового движения, через и-—усреднённую скорость поступательного движения частицы на отрезке / , через Е—напряжённость электрического поля, через т—массу частицы, через е—её заряд. В таком случае ускорение, сообщаемое полем [c.168]

Обычно энергии частиц, возникающих при радиоактивном распаде, выражают в электрон-вольтах. Один электрон-вольт — это энергия, которую приобретает электрон, под действием электрического поля, в котором разница потенциалов равна 1 В. Применявшиеся Резерфордом а-частицы имели энергию около 7,7 млн. эВ, а по длине пробега образовавшегося протона можно было заключить, что его энергия равна 6 млн. эВ, т. е. на выбивание одного протона из ядра азота было затрачено около 1,7 млн. эВ. [c.277]

Ионизация газа путем соударения возможна лишь в том случае, если ионизирующие частицы приобретают на длине своего свободного пробега достаточную скорость, соответствующую энергии ионизации. При давлении 10 мм рт. ст. = 1 см, поэтому для ионизации, например паров ртути, требуется электрическое поле напряженностью 10 в/см. [c.16]

В других распространенных немагнитных масс-спектрометрах для анализа масс ионов применяются квадрупольные или монопольные радиочастотные фильтры масс [3]. Эти приборы недороги и удобны для простых анализов. Развертку спектра в них можно производить за несколько миллисекунд, что дает возможность наблюдать спектры на осциллоскопе непосредственно во время опыта. Для квадрупольных и монопольных спектрометров характерна линейная шкала масс на выходе иными словами, расстояние на спектре между пиками, соответствующими значениям т/е, равным, например, 350 и 351, равно расстоянию между пиками для значений т/е, равных 40 и 41. Кроме того, на этих высокочастотных спектрометрах можно получать спектры хорошего качества при давлениях более высоких, чем в других масс-спектрометрах обычного типа, что очень важно для систем ГХ — МС. Дело в том, что квадрупольный масс-спектрометр не является лучевым прибором другими словами, ионы той массы, на которую настроен фильтр масс, могут свободно дрейфовать к коллектору по устойчивым траекториям в квадрупольном электрическом поле между стержнями квадрупольной системы. Лишь когда давление повышают настолько (Р 10 мм рт. ст.), что средняя длина свободного пробега молекул становится меньше длины квадрупольной системы, столкновения ионов с молекулами фонового газа вызывают потерю ионов на стержнях квадруполя. При этом наблюдается уменьшение чувствительности прибора, которое прямо пропорционально увеличению давления. [c.209]

При высоких давлениях определяющим фактором в движении ионов будет скорость дрейфа в их взаимном электрическом поле. Из-за большой частоты столкновений можно считать, что скорость движения в любой точке для данного значения поля равновесна. При низком давлении увеличивается длина свободного пробега ионов, уменьшаются частота столкновений и потери при столкновениях. Поэтому относительные скорости ионов имеют намного большие значения. Увеличивается число столкновений между ионами с разными зарядами, при которых нейтрализации не происходит. Нейтрализации не произойдет и в том случае, если электрическое поле взаимного притяжения не в силах отклонить ионы и сблизить их на достаточное для рекомбинации расстояние. Если ионы находятся в непосредственной близости друг к другу и, сталкиваясь с нейтральной частицей, за- [c.103]

В работе [38] описано свечение в электрическом поле системы sl, Т1 в виде сублимированной пленки толщиной около 1. и/с, защищенной органическим диэлектриком. Общая толщина слоя составляла примерно 5 мк. При напряжении 100 в и частоте 20 кгц наблюдалась видимая глазом электролюминесценция, спектр излучения которой совпадал со спектром фотолюминесценции. Авторы считают, что электролюминесценцию ионных кристаллов можно наблюдать только при больших напряженностях электрического поля, объясняя это тем, что в ионных кристаллах, в отличие от кристаллов с ковалентной связью, слишком мала длина свободного пробега электронов, велика ширина запрещенной зоны и практически отсутствуют области концентрации электрического поля в объеме. [c.12]

Таким образом, электрическое поле, воздействуя на заряженные частицы, увеличивает их энергию, а последние отдают ее другим частицам и стенке. При этом наступает такой момент, когда то же количество энергии, которое электрон (ион) получил от поля на длине свободного пробега, он отдает другим частицам и стенке — наступает стационарный процесс переноса тепла, где электроны и ионы выступают как преобразователи одной формы движения материи в другую. В этом случае электронный, ионный и атомный газы представляют собой статистические системы (подсистемы), поведение которых подчиняется определенным статистическим закономерностям. Эти подсистемы обладают определенной функцией распределения по энергиям (импульсу) частиц. [c.12]

Энергия взаимодействия равна работе электрического поля на длине свободного пробега Я, т. е. Аи-вз=еЕ ке + Хг). Тогда условие (3. 17) окончательно запишется в виде [c.46]

Влияние заряда на скорость коагуляции частиц очень сложно, и экспериментальные данные по этому вопросу противоречивы. Если все частицы несут заряды одинакового знака, это замедляет коагуляцию, тогда как разноименные заряды, возникающие на частицах в сильном электрическом поле [299], ускоряют агломерацию. Методы расчета с учетом электрических зарядов частиц можно найти в литературе [315]. Влияние температуры, давления и вязкости на скорость агломерации может быть рассчитана из изменения константы коагуляции х при изменении температуры, вязкости и поправочного коэффициента Каннингхема (который представляет собой сложную зависимость длины среднего свободного пробега молекул газа от температуры, давления и вязкости), т. е. (4СА7 /3[х) при 5 = 2. [c.519]

Магниторезисторы. Магниторезистивный эффект заключается в следующем. При отсутствии магнитного поля дырка движется в пoлy-проводяике в направлении электрического поля и за время свободного пробега между столкновениями проходит путь, равный длине свободного пробега 1. В поперечном магнитном поле в неограниченном поперечном направлении полупроводника по направлению электрического поля дырка пройдет путь = Ь соз . Уменьшение длины свободного пробега вдоль направления электрического поля эквивалентно уменьшению подвижности, а, в конечном счете, и проводимости [48]. [c.120]

Сопротивление образца изменяется благодаря максвеллов-кому распределению скоростей электронов если поле Холла компенсирует отклонение магнитным полем для электронов некоторой средней скорости, то электроны со скоростью меньше средней будут отклоняться в сторону электрической силы Холла еЕу, а электроны со скоростью больше средней будут отклоняться в сторону магнитной силы Лоренца еУхН с. Это ведет к уменьшению длины свободного пробега и тех, и других электронов в направлении внешнего электрического поля Е , а следовательно, и к росту сопротивления. [c.331]

Ионизованные молекулы и атомы по их массам разделяют в масс-спектрометре, схема основных узлов которого приведена на рис. 12.1. Он состоит из устройства для ввода пробы 1, в которое газы вводят непосредственно, а жидкости испаряют заранее или в приборе. Задача системы напуска заключается во вводе такого количества газообразной пробы, чтобы обеспечить давление 10" —10" мм рт. ст. в ионном источнике 2, где молекулы иониз1фуются. При ионизации электронным ударом электроны испускаются раскаленньпй катодом, соударяются по пути к аноду с молекулами введенного вещества и часть этих молекул электроны ионизуют. Образующиеся ионы выводятся из зоны ионизации, ускоряются электрическим полем и одновременно фокусируются в пучок (узел ускорения и фокусировки ионов 3). Нейтральные молекулы удаляются вакуумным насосом. Все узлы прибора находятся под высоким вакуумом (вакуумная система 4), который обеспечивает необходимую длину свободного пробега ионов. Поток ускоренных ионов попадает в масс-анализатор 5, где ионы разделяются по массе. Разделенные пучки ионов затем попадают в детектор б, где ионный ток преобразуется в электрический сигнал, который усиливается усилителем 7 и обрабатывается ЭВМ 8. [c.365]

Для ПЭ 1 о=109—113 кДж/моль, что совпадает с По для механической долговечности полиэтилена (см. табл, 2.1). Следовательно, локальный электрический пробой и перенос электрона происходит, когда вследствие термофлуктуации и действия поля Е разрываются химические связи. При этом разрыв происходит по слабым химическим связям в полимерной цепи ПЭ. Несомненно, что явление перемещения электрона аналогично по механизму эмиссии электронов при механическом деформировании и разрушении полимеров, но в отличие от эмис-сии электрона в вакууме, эмиссия электрона в среде характеризуется длиной пробега электрона. [c.141]

Представляет интерес рассмотреть процессы, которые могут протекать в краевых зонах магнитного поля. Они могут существенно отличаться от процессов, протекающих в зоне однородного поля. Сильная неоднородность поля в краевых зонах способствует образованию волн и перемещению ионов в направлении распространения волн, т. е. возникают продольные колебания. Кроме магнитно-звуковых волн в краевых зонах возникают колебания электрического поля с той же частотой, что и колебания магнито-звуковых волн. В краевых зонах поля в определенных условиях мол<ет возрастать количество замагниченных ионов, длина свободного пробега которых без магнитного поля больше ларморовского радиуса, что приводит к возникновению флуктуации концентрации ионов. При этом резко возрастает вероятность ассоциации ионов. При их агрегации происходит нейтрализация ассоциатов, которые выносятся из зоны повышенной концентрации. Эта гипотеза нуждается в проверке. [c.104]

Известно, например, что в случае течения плазмы на границе с электродом возникает область объемного заряда (так называемый ленгмюровский слой), в которой напряженность электрического поля может достигать большой величины [31]. Для течения вблизи катода потенциальный барьер внутри ленгмюровского слоя [ е А (р (где е — заряд электрона Дф — падение потенциала) может оказаться значительно больше энергии электронов кТ (или ионов кТ ). В силу того, что еДф /сГе, электрическое поле в ленгмюровском слое приводит к отражению приходящих из плазмы электронов. Поэтому на границе ленгмюровского слоя для электронов с энергией порядка кТе имеет место закон зеркального отражения. Как правило, толщина ленгмюровского слоя г мала по сравнению с длиной свободного пробега 1 . Поэтому граничное условие зеркального отражения может быть формально снесено на поверхность тела. Для электронной компоненты в частично ионизованной неизотермической плайме граничные условия в этом случае будут непосредственно следовать из приравнивания нулю антисимметричной части функции Энскога, т. е. [c.117]

Образование ионов происходит следующим образом. Газ из напускной системы (см. рис. 2) поступает в ионоисточник 1 (рис. 1) прибора. В ионоисточнике при столкновении молекул газа с электронами, излучаемыми горячим катодом, образуются ионы. Полученные ионы ускоряются электрическим полем и через узкую щель, которая служит для выделения ионов, имеющих одинаковые направления, поступают в разряженное пространство называемое анализатором. Высокий вакуум в анализаторе (порядка 10 мм рт. ст.) необходим для того, чтобы уменьшить число столкновений ионов друг с другом, чтобы средняя длина свободного пробега ионов была больше длины анализатора. [c.96]

Мы начнём с краткого изложения результатов, полученных Драйвестейном для случая установившегося режима в пучке быстрых электронов. Драйвестейн принимает, что электрическое поле равномерно и что скорость направленного движения во много раз больше средней скорости теплового движения. Он учитывает лишь упругие соударения электронов с частицами газа и пренебрегает влиянием неунругих соударений на движение электронов. Исходным положением служит равновесие между средним приростом энергии на длине одного свободного пробега электрона и средней потерей энергии при каждом соударении. Найденное Драйвестейном распределение по скоростям V имеет вид [c.298]

Между анодом 4 и заземленным корпусом 2 приложено высокое напряжение величиной до 10 кв, в результате чего создается электрическое поле, которое захватывает змиттируемые нитями накала электроны и заставляет их двигаться по элептическим орбитам. Вследствие большой длины свободного пробега электронов (достигающей нескольких сотен метров) электроны эффективно Ц] [c.103]

Процессы сосредоточиваются в области между горячим пятком поверхности катода и высокоионизированной плазмой, непосредственно примыкающей к пятну. Вследствие амбиполярной эффузии плазмы в вакуум образуется пространственный заряд, создающий прикатодный скачок потенциала, на 30—70 В превышающий потенциал анода. В целом это приводит к падению потенциала катода на 50—90 В в зависимости от материала. Падение потенциала ограничено очень тонким двойным слоем, соответствующим длине свободного пробега. Вследствие высокого давления в плазме (температура пятна соответствует давлению пара порядка 100 атм) длина свободного пробега электронов составляет приблизительно 10 нм и напряженность результирующего электрического поля превышает 10 В/см. Положительные ионы из плазмы ускоряются в направлении к пятну, нагревая поверхность катода. Пятно эмиттирует струю пара, который поглощается плазмой. Кроме того, высоковольтное поле у горячего пятна вытягивает из него электронный пучок высокой плотности (10 —10 А/см ). Это так называемая термоавтоэлектронная эмиссия, создающая электронный ток чрезвычайно высокой плотности, значительно более высокой, чем обычная эмиссия Фаулера—Нордхейма или термоионная эмиссия Ричардсона—Шоттки (Долан, Дайк, 1954 Мэрфи, Гуд, 1956 Ли, 1959). [c.39]

Отметим, что а-лучи, испускаемые различными радиоактивными элементами, имеют вполне определенную скорость (энергию), зависящую от природы излучившего их элемента, и, следовательно, вполне определенную длину пробега в какой-то определенной среде. Отсюда следует, что по длине пробега а-ч астиц в данной среде (например, в воздухе) можно однозначно определить энергию их и, следовательно, тот элемент, который их излучил. Сказанное ясно видно из графика (рис. 15), на котором показано соотношение длин пробега в воздухе а-частиц (излученных различными элементами) и их энергии, выраженной в мегаэлектронвольтах (УИео) 1. Подсчитано, что 1 г радия излучает в 1 секунду Электронвольт (ev) — кинетическая энергия, приобретаемая электроном, проходящим в электрическом поле с разностью потенциалов в 1 в 1 еи1,602 10 эргов 1 еи атом 23,06 ккал г-а. Меи — мегаэлектронвольт — мера энергии в 1 млн. раз большая. [c.89]

В 1932 г. Коккрофт и Уолтон в Англии и почти одновременно с ними Лейпунский в СССР осуществили уже вполне искусственное ядерное превращение, обратное по идее опытам Резерфорда. Получив действием высоковольтного (—800000 в) постоянного электрического поля на разреженный водород поток ядер водорода — протонов, обладающих огромными скоростями (энергия заряженных частиц в электрическом поле прямо пропорциональна разности потенциалов поля), — эти ученые направляли поток протонов на различные мишени — ядра легких элементов (1,1, А1). При этом наблюдался вылет из мишени с огромными скоростями (—20 000 км/сек) ядра гелия (а-частицы), кинетическую энергию которого можно было легко вычислить по длине пробега, а также образование ядра нового элемента. Эти ядерные превращения можно изобразить так [c.164]

Ионно-распылительные насосы. Ионно-распылительные насосы берут начало от ионизационных манометров Пеннинга. Их функциональными элементами являются ячейки с цилиндрическим анодом, заключенным между двумя катодами (рис. 30). Эта система помещена в магнитное поле. Катоды имеют постоянный отрицательный потенциал относительно анода в несколько киловольт. Электроны, эмиттированные с поверхности катода, ускоряются электрическим полем в направлении к аноду. Магнитное поле сообщает электрону радиальную компоненту скорости и заставляет электроны двигаться по спиральным траекториям. Из-за большой длины свободного пробега электронов эффективность ионизации высока и позволяет поддерживать газовый разряд вплоть до давлений ультра-пысоковакуумного диапазона. Положительно заряженные ионы газа устремляются к катоду, где некоторая часть из них захватывается поверхностью. Поскольку ионы падают с энергиями до нескольких кэВ, они вызывают также и распыление материала катода. Распыляемый металл распространяется внутри ячейки и конденсируется на всех ее поверхностях, включая катоды. Таким образом откачка идет одновременно как за счет химического захвата молекул остаточных газов, так и за счет процессов, обусловленных наличием электрических полей. При этом хемисорбционнын захват имеет место преимущественно на внутренних поверхностях цилиндрического анода, а электронная откачка в основном происходит на катодах Используя для исследования радиоактивный криптон, Лаферти и Вандерслайс [147] показали, что геттерирование ионов происходит главным образом на периферии катода, расположенной против анодных стенок, тогда как середина катода служит источником распыляемого металла. Такая неравномерность существенна для функционирования ионного распылительного насоса, поскольку при однородном распределении ионного тока процесс непрерывного замуровывания частиц инертного газа был бы невозможен. Производительность простой разрядной ячейки Пен нинга слишком мала для откачки реальных вакуумных систем. Сущест венным шагом вперед явился ионно-распылительный насос Холла, имеющий значительно большую быстроту откачки [148]. Это достигается использованием многоячеечного анода, расположенного между двумя катодными платами (рис. 31). Эффективность многоячеечной структуры обусловлена тем фактом, что максимальный заряд, заключенный в полом [c.215]

Электролюминесценция. В последнее время большое значение приобрела люминесценция, возбуждаемая непосредственно электрическим полем, — электролюминесценция. Существенно, что способностью к ней обладают лишь немногие люминофоры, которые чаще всего отличаются по составу и условиям получения от люминофоров, предназначенных для возбуждения другими способами. Наибольшее распространение получили порошкообразные 2п5-Си, С1-фосфоры, содержащие медь в концентрации, обычно на порядок большей, чем аналогичные фото-, катодо- и радиолюминофоры. Для возбуждения электролюминесценции тонкий ( 50 мкм) слой фосфора в смеси с диэлектриком помещается между двумя электродами, один из которых делается прозрачным. При наложении поля напряженностью 10 в см с частотой порядка сотен и тысяч герц возникает яркое свечение. На осциллограммах обнаруживается его волнообразный характер с частотой пульсаций, вдвое превышающей частоту приложенного напряжения. Естественно предположить, что люминесценция возбуждается разгоняемыми полем электронами. Поскольку длина свободного пробега электронов в [c.50]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология