Электроны средний свободный путь

Здесь р — давление газа в мм т — масса электрона, — длина свободного пути электрона в газе при р — 760 мм Нд, / — доля энергии, теряемая электроном в среднем при каждом столкновении. [c.556]

Скорость рекомбинации положительных ионов с электронами меньше скорости рекомбинации противоположно заряженных ионов р ], так как при соударении с газовой частицей электрон не может передать ей значительную часть своей кинетической энергии (см. стр. 25). Поэтому рекомбинация ионов с электронами, обладающими даже малой кинетической энергией, идет в 10 раза медленнее, чем это можно ожидать из числа газокинетических соударений. При низких давлениях коэффициент рекомбинации обратно пропорционален длине среднего свободного пути ионов и, следовательно, прямо пропорционален давлению. Он также сильно зависит не только от температуры газа, но и от температуры рекомбинируемых электронов и ионов (см. стр. 25), которая в свою очередь зависит от силы электрического поля. [c.24]

Явление нормального скин-эффекта, рассмотренное в гл. VII, 1, хорошо объясняется на основе уравнений Максвелла и закона Ома. При этом мы предположили, что выводы теории справедливы для всех температур и частот. Однако Пиппард (1947 г.) показал, что при низких температурах имеется сильное расхождение между предсказаниями теории и результатами опыта. При низких температурах благодаря возрастанию проводимости глубина [см. формулу (636) ] проникновения поля высокой частоты d в металл уменьшается, тогда как средний свободный пробег 4 увеличивается, так что он может стать в несколько раз больше глубины скин-слоя. В этом случае электрон за время одного свободного пробега будет двигаться через области с разной напряженностью поля и добавочная скорость, которую он получит, будет зависеть от напряженности поля вдоль всего пути движения. Это значит, что уравнение I = аЕ, в котором а постоянна для всех частей металла, должно быть заменено более общим уравнением / = / (Е, Z), где Z — так [c.409]

При низких температурах благодаря возрастанию проводимости глубина проникновения поля высокой частоты в металле уменьшается, тогда как средний свободный пробег электронов увеличивается, так что он может стать в несколько раз больше глубины скин-слоя. Поэтому электрон за время свободного пробега будет двигаться через области с разной напряженностью поля добавочная скорость, которую он получит, будет зависеть от напряженности поля вдоль всего пути движения. Результаты строгого математического решения показывают [51], что напряженность электрического поля определяется сложным выражением, но не имеет экспоненциального вида, который предсказывается классической теорией. Так как распространение волны не является более экспоненциальным, то классическое представление о комплексном показателе преломления в общей теории теряет свой физический смысл. Однако все измеряемые величины могут быть выражены в зависимости от поверхностного импеданса , который равен отношению напряженностей электрического и магнитного полей на поверхности металла, умноженному на —Явление аномального скин-эффекта приво- [c.39]

Увеличение давления сопровождается уменьшением температуры электронов, а следовательно, увеличением относительного числа электронов с малыми скоростями, а также уменьшением средней длины свободного пути. [c.437]

Средняя длина свободного пути электрона в газе [c.145]

В свою очередь, число молекул газа в единице объема — величина, пропорциональная давлению. Следовательно, средняя длина свободного пути электрона обратно пропорциональна давлению газа (табл. 20). [c.145]

Средняя длина свободного пути электрона в газах (в см) при 0° С и различном давлении (27) [c.145]

Что измеряют вакуумные манометры Исторически вакуумные измерения начались с применения статических манометров, которые, несомненно, измеряют давление. Более того, до сих пор привыкли градуировать манометры различных типов по компрессионным манометрам, также измеряющим давление. Поэтому не удивительно, что все приборы для измерения вакуума называются манометрами, т. е. измерителями давления, и что при работе вакуумной установки обычно интересуются, каково в ней давление. Однако при высоковакуумных работах давление имеет важное значение, пожалуй, лишь при измерении быстроты откачки. Чаще более интересной характеристикой является средняя длина свободного пути частицы (молекулы — в случае дестилляции, электрона или иона — в электронных ламнах, циклотронах, масс-спектрометрах и других электронных и ионных вакуумных приборах). [c.150]

Промежуточное положение между электрическими разрядами в газе и разрядами в высоком вакууме занимает разряд, имеющий место в ионных рентгеновских трубках и в трубках Крукса, служивших для получения и демонстрации катодных лучей . В этом случае плотность остаточного газа в трубке настолько мала, что средняя длина свободного пути электронов больше, чем линейные размеры разрядной трубки или по крайней мере одного и того же порядка с ними. В то же время остаточный газ всё ещё играет существенную роль источником электронов на катоде является вторичная эмиссия электронов [c.24]

При экспериментальном определении /, и f необходимо знать среднюю длину свободного пути электрона. Между тем эта величина известна плохо и зависит от скорости электрона (эффект Рам-зауэра) 2), поэтому экспериментально определённые значения /, несколько условны. От этого недостатка свободно определение другой величины, характеризующей ионизацию, производимую электроном, а именно удельной ионизации газа электронами определённой скорости 5у, равной числу ионизаций, производимых одним электроном определённой скорости, отнесённому к пути в 1 см. [c.205]

С определённой таким образом и выраженной формулой (171) условной удельной ионизацией, характеризующей одновременно и вероятность элементарного акта ионизации, и среднюю длину свободного пути электрона в газе, не следует смешивать [c.205]

Качественно ход кривой объясняется следующим образом. Пусть й постоянно и меняется давление газа р. При переходе от больших давлений к малым при одном и том же поле увеличивается длина свободного пути электрона в газе, а поэтому, с одной стороны, на расстоянии каждого свободного пробега электрон в среднем проходит большую разность потенциалов, и вероятность ионизации при столкновении увеличивается, но зато, с другой стороны, при меньшем давлении уменьшается число столкновений электрона с молекулами газа на пути в 1 см, пройденном электроном в направлении от катода к аноду. Таким образом, при уменьшении давления действуют две причины, из которых одна увеличивает коэффициент а, другая его уменьшает. [c.438]

Выражения для функции g в (625), так же как и для функции / в (623) в общем случае неизвестны. Во всех этих уравнениях А, В, С, О, Р, О, а также подвижность положительных ионов Кр и средняя длина свободного пути электронов могут быть в принципе определены из атомных констант газа (т. е. из функций ионизации и возбуждения, эффективного сечения и т. д.) п — число нейтральных атомов в 1 см газа — потенциал возбуждения газа. [c.499]

Средняя длина свободного пути молекул газа и средняя длина свободного пути электронов [c.734]

Рис. 334. Зависимость средней длины свободного пути электронов Хд от их кинетической энергии /(, выраженной в электрон-вольтах.

Прохождение электричества через высокий вакуум. В трубках с высоким вакуумом, в которых имеются лишь незаметные остатки газа (средняя свободная длина пути велика по сравнению с трубками), прохождение электричества может происходить благодаря движению электронов, которые испускаются освещенной металлической поверхностью (фотоэлектроны) или раскаленной до белого каления проволокой (электроны накала) и которые соответствующим электрическим полем (накаленная проволока — катод) направляются к аноду. Число испускаемых электронов в единицу времени раскаленной проволокой на 1 см поверхносги пропор- [c.713]

Средний свободный пробег электрона определяется как средний путь, пробегаемый в газе частицей с размерами, пренебрежимо малыми по сравнению с размерами атома, молекулы. Принимается при определении Ке, что молекулы газа шарообразны. Вычисление дает = 4У 2 Xg, где kg = — средний свободный [c.13]

Уравнение Бете представляет собой удобное соотношение для определения величины потери энергии электроном пучка при движении его в образце. Отметим, что х — это расстояние вдоль траектории, которая за счет упругого рассеяния отклоняется от прямой линии. Таким образом, за исключением пленок, толщина которых меньше средней длины свободного пробега, для упругого рассеяния при расчете потерь энергии в толстых пленках или массивных мишенях необходимо вводить коррекцию на дополнительное увеличение пути иод действием упругого рассеяния. [c.27]

Ключом к пониманию работы спектрометра с дисперсией по энергии служит то, что амплитуды импульсов, производимых детектором, в среднем пропорциональны энергии входящего рентгеновского кванта. Основной процесс детектирования, с помощью которого происходит пропорциональное преобразование энергии фотона в электрический сигнал, иллюстрируется на рис. 5.17. Невозмущенный 51 (Ь1)-кристалл обладает зонной структурой (описание зонной структуры дано в обсуждении катодолюминесценции в гл. 3), в которой состояния в зоне проводимости свободны, а состояния в валентной зоне заполнены. При захвате высокоэнергетического фотона электроны перебрасываются в зону проводимости, оставляя дырки в валентной зоне. При наличии напряжения смещения электроны и дырки разделяются и собираются электродами, расположенными на поверхностях кристалла. Захват фотонов осуществляется путем фотоэлектрического поглощения. Падающий рентгеновский фотон вначале поглощается атомом кремния и испускается высоко-энергетический электрон. Затем этот фотоэлектрон по мере того, как он движется в кремниевом детекторе и испытывает неупругое рассеяние, генерирует электронно-дырочные пары. Атом кремния остается в состоянии с высокой энергией, поскольку на испускание фотоэлектрона потребовалась не вся энергия рентгеновского кванта. Эта энергия впоследствии выделяется либо в виде оже-электрона, либо в виде кванта рентгеновского характеристического излучения кремния. Оже-электрон испытывает неупругое рассеяние и также создает электронно-дырочные пары. Кванты рентгеновского излучения кремния могут повторно поглощаться, инициируя процесс снова, или неупруго рассеяться. Таким образом, имеет место последовательность событий, в результате чего вся энергия первичного фотона остается в детекторе, если только излучение, генерируемое в одном из актов [c.213]

Из-за большой длины пути электронов существует вероятность их столкновения с молекулами газа даже при очень низких давлениях, когда средняя длина свободного пробега электронов в газе во много раз превышает расстояние между анодом и катодом. [c.60]

Подвижность носителей тока в полупроводнике обычно выражается сложной функцией. Можно считать, что свободные носители тока в случае отсутствия внешнего поля находятся в беспорядочном движении. При этом электрон вырывается из дефекта решетки термически или каким-нибудь другим путем и его движение заканчивается в результате столкновения или иного процесса в другом месте решетки. Промежуток между столкновениями называется средним временем пробега и может быть усреднен разными способами при теоретическом рассмотрении. Под влиянием внешнего электрического поля траектории частиц изменяются, давая резуль- [c.173]

Предсказание профиля резиста требует моделирования экспозиции и проявления. Для количественного описания распределения энергии в полимерном слое, помещенном на подложку, наиболее часто используется метод Монте-Карло. Он состоит в моделировании траектории электронов в системе резист — подложка на ЭВМ. Взаимодействие электрона со средой представляет собой ряд последовательных отражений, при которых происходит изменение направления движения электрона и потеря им энергии. В большинстве подходов используют модель с одним отражением, направление которого случайно. При этом предполагается, что направление движения электрона изменяется в результате его упругого отражения от атомного ядра, причем угол столкновения может быть вычислен из приближенных решений уравнения Шре-дингера, предложенных Борном [7]. Угловое распределение рассеянных электронов зависит от потенциала. Чаще всего используют потенциал Томаса — Ферми, рассчитываемый в предположении, что на движущийся электрон действует атомный заряд близлежащего ядра, величина которого корректируется с учетом электронной оболочки атома. Предполагается также, что между двумя упругими столкновениями электрон движется по прямой с длиной, равной среднему свободному пути, и теряет энергию. Потерю энергии электроном обычно рассчитывают в соответствии с приближением постепенного понижения (метод СЗОА) по уравнению Бете [c.216]

Необходимо, однако, отметить, что ни (7.21) ни (7.22) не согласуются с экспериментом. Наиример, выражение (7.22) предполагает, что пробой не зависит от полярности между тем известно, что полярность влияет на условия пробоя. Имеется ряд причин, вызывающих наб.шодающиеся расхождения они могут обусловливаться как явлениями в газе, так и на электродах. В очень сильных полях с резкими неоднородностями электроны, двигаясь в газе, не успевают приобретать равновесную скорость, соответствующую полю. Чтобы приобрести скорость, равновесную для данного значения поля, электроны должны достаточно часто испытывать столкновения, чтобы преобразовать энергию, полученную от поля, в энергию хаотического движения. Это оказывается невозможным, если поле изменяется, например, более чем на несколько процентов на длине среднего свободного пробега. Если поле возрастает в направлении движения, то энергия хаотического движения электрона в данной точке всегда будет меньше равновесной энергии. Другими словами, интенсивность ионизации оказывается смещенной в направлении движения. Это может быть показано путем замены неоднородного поля некоторой воображаемой системой. Предположим, что электрон проходит вначале [c.201]

Зависимость средней длины свободного пути X от скорости налетающего электрона (а также от рода взимодействия электрона с атомом) и специфическое распределение рассеянных электронов по углам приводят к тому, что все газокинетические теории подвижности электронов (а в известной мере и ионов), не учитывающие этих зависимостей, могут быть только приближёнными. [c.178]

При увеличении давления газа продольный градиент поля 8 положительном столбе увеличивается вследствие уменьшения длины свободного пути. При увеличении плотности тока продольный градиент уменьшается, но это уменьшение не всегда является простым следствием увеличения плотности тока, а часто происходит от увеличения температуры газа в положительном столбе, вызываюн1 его уменьшение плотности газа на пути разряда и увеличение средней длины свободного пробега. При прочих равных условиях увеличение плотности разрядного тока должно вести к уменьшению градиента потенциала в положительном столбе при наличии процесса ступенчатой ионизации, так как в этом случае концентрация электронов возрастает быстрее, чем пропорционально плотности тока. [c.278]

Манометр Пенпинга, в том виде как он был им описан, изготовлялся фирмой Филипс. Он имеет две небольшие прямоугольные пластинки, образующие систему катода, и помещенную между ними большую прямоугольную проволочную рамку, образующую анод (фиг. 50). Эти электроды заключены в стеклянный баллон, снаружи которого укреплен постоянный магнит. Магнитное поле направлено по нормали к плоскости катодов. Анодное напряжение манометра, равное около 2000 в, берется от однонолупериодного выпрямителя отсчет тока производится по микроамнерметру, включенному последовательно с балластным сопротивлением. Элементарное объяснение действия манометра следующее обычный гейслеровский разряд гаснет при давлениях ниже нескольких микрон вследствие того, что средняя длина свободного пути ионизующих электронов становится большей, нежели путь электронов между электродами. Предположим теперь, что анод и двойной катод расположены в магнитном поле, как показано на фиг. 50. Всякий электрон, который находится вблизи от верхней иластинки, ускоряется но направлению сверху вниз однако, вместо того чтобы лететь на кольцевой анод, он пролетает за плоскость кольца, двигаясь но сжатой спирали, ось которой параллельна направлению магнитного ноля. Когда электрон приблизится к нижнему катоду, направление его движения изменится, он полетит к верхнему катоду и т. д. Благодаря этим колебаниям длина пути электрона становится столь большой, что возможна ионизация газовых молекул даже в том случае, когда средняя [c.136]

Однако открытая после зависимость средней длины свободного пути электрона от скорости, а также элементарное соображение о том, что даже газокинетические диаметры невозбуждённой и возбуждённой частицы газа могут быть различны, приводят к тому, что фактор пропорциональности к может иметь в левой и правой частях выражения (177) различные значения. [c.214]

Увеличение давления сопровождается уменьшением температуры электронов, а следовательно, увеличением относительного числа электронов с малыми скоростями, а также уменьшением средней длины свободного пути. Это увеличивает удельный вес излучаемой энергии и уменьшает Г1ст. Впрочем, уменьшение последней величины по мере увеличения давления газа происходит не всегда монотонно в случае паров ртути при давлениях порядка от 10 2 до 1 мм Н увеличение ионного тока на стенки перекрывает влияние уменьшения средней кинетической энергии электронов плазмы, и т)ет на этом участке вновь несколько возрастает за счёт уменьшения удельного веса резонансного излучения. [c.345]

Рассмотрим сначала как наиболее понятное влияние чистоты на электропроводность [2]. Как дефекты решетки, так и примеси повышают сопротивление металлов, поскольку они действуют как центры рассеяния электронов и, следовательно, сокращают длину свободного пробега электронов (среднее расстояние, пройденное электроном, между двумя соударениями с центрами рассеяния в кристалле). Для идеального абсолютно чистого металла средняя длина пути свободного пробега электрона, а следовательно, и сопротивление металла определяются колебаниями основной решетки, амплитуда которых зависит от температуры. Иа рис. 2 приведена зависимость удельного сопротивления от температуры материала, сопротивление которого пропорционально пятой степени температуры. Сопротивление при 0° К доллшо равняться нулю. Однако не существует реального металла, обладающего такой степенью чистоты и совершенства. Химические иримеси и дефекты решетки рассеивают электроны, и поэтому сопротивление металла возрастает. Из рис. 3 видно, как увеличивается удельное сопротивление меди по мере добавления примесей и как различные примеси оказывают разное влияние на центры, рассеивающие электроны. [c.28]

Коэффициент теплопроводности (X ккал1м час °С) характеризует способность тела проводить тепло и определяется длиной овободного пути электронов. Чем длиннее овободный путь электронов, тем больше теплопроводность. Примеси искажают правильность расположения атомов в кристаллической решетке и снижают теплопроводность. Повышение температуры, увеличивая проводимость кристаллической решетки, повышает теплопроводность, а увеличивая амплитуду колебания атомов, уменьшает среднюю длину свободных путей электронов, в результате этого снижая теплопроводность. Для чистых металлов теплопроводность значительно выше, чем для сплавов, и с шовышением температуры уменьшается для ряда сплавов, например, для стали с 13% хрома, два противоположных влияния температуры уравновешиваются и теплопроводность остается постоянной. [c.19]

Прежде чем перейти к рассмотрению путей образования осколочных ионов, следует кратко остановиться на условиях, при которых получается масс-спектр в источниках с электронной бомбардировкой. Образец под давлением менее 10" мм рт. ст. проходит через узкий пучок ионизирующих электронов в ионизационную камеру. Среднее значение длины свободного пробега молекул составляет около 1000 см для предотвращения нежелательных столкновений между молекулами или ионами систему непрерывно откачивают. Энергия бомбардирующих электронов (обычно 50—100 эв) значительно выше первога ионизационного потенциала молекулы ( 10 эв). Электроны, обладающие энергией 50 эв, движутся со скоростью 4,2 х 10 см сек и сталкиваются с молекулой диаметром 10 А через 2,4-10"сек. Эта величина представляет собой только около V40 периода наиболее быстрых молекулярных колебаний в органических молекулах (валентных колебаний СН). Таким образом, 1 нфигура-ция атомных ядер в молекуле будет очень мало изменяться при прЪхождении ионизирующих электронов значительно будет изменяться только положение и энергия электронов в молекуле. Вследствие большого различия в массах ядер "иионизирующих электронов энергия, переданная ионизирующим электроном ядру, будет значительно меньше той, которую получит валентный электрон. При прохождении ионизирующего электрона на расстоянии примерно Уг А от одного из валентных электронов последний отрывается от молекулы и образуется молекулярный ион. Такой процесс образования иона носит название вертикального или франк-кондоновского обычно ион образуется не в основном состоянии. Любые последующие электронные перегруппировки в ионе будут осуществляться быстрее, чем произойдет заметное изменение положения ядер. [c.249]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология