Возбуждение атомов ступенчатое

При значительной концентрации электронов возможно не только прямое, но и ступенчатое возбуждение (рис. 49), когда при соударении с электроном возбужденный атом переходит в еще более высокое энергетическое состояние. В два этапа может происходить и возбуждение ионов. На первом этапе происходит только ионизация атома, на втором — возбуждение иона. При прямом воз- [c.95]

Механизм возбуждения. Чтобы атом испустил квант рентгеновского излучения hv, ему необходимо сообщить энергию. Это можно осуществить облучением пробы потоком электронов эмиссионная спектроскопия) или рентгеновским излучением достаточной энергии рентгенофлуоресцентная спектроскопия). Практически ввиду более легкого осуществления используют только второй способ возбуждения. Его преимущество заключается еще в том, что возникающий спектр флуоресценции имеет только характеристические спектральные линии, в то время как на эмиссионный спектр накладывается спектр непрерывного излучения. В рентгенофлуоресцентной спектроскопии пробу облучают полихроматическим излучением рентгеновской трубки и наблюдают возникающее вторичное излучение. Для перемещения электрона с занимаемого им основного уровня необходимо, чтобы энергия поглощаемого рентгеновского кванта hv была по меньшей мере равна работе ионизации. Если поглощаемая энергия больше, то избыточная энергия высвобождается в виде кинетической энергии фотоэлектрона. По истечении 10 с ионизированный атом ступенчато переходит в основное состояние. Рассматривая уменьшение энергии электрона при его переходе с верхнего уровня на нижний, можно заметить, что рентгеновский квант излучается не при каждом электронном переходе. Эффективной в этом отношении оказывается только часть переходов (/ij). Остальное число переходов п — () вызывает эмиссию электронов из внешних электронных оболочек атома, поскольку они воспринимают всю энергию, освобождающуюся при осуществлении внутренних электронных переходов, и вследствие этого отрываются от атома оже-эффект). Под выходом флуоресценции W понимают отношение /if/n. Величина W для различных оболочек не одинакова и возрастает с увеличением атомного номера элемента. Зависимость выхода флуоресценции для /С-оболочки от атомного номера элемента можно представить следующей полу эмпирической формулой [c.201]

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]

Атом каждого элемента имеет свою систему энергетических уров-ней. На рис. 102 стрелками, направленными вверх, показаны энергетические переходы при возбуждении атома, а стрелками, направленными вниз,—переходы, связанные с потерей энергии. Если между рассматриваемыми уровнями имеются еще и другие, то возможны не только прямые, но и ступенчатые переходы, при которых атом возвращает накопленную энергию не в один, а в несколько приемов. Возбуждение атома на более высокий уровень также может происходить ступенями для этого атом, не возвращаясь в более низкое энергетическое состояние, должен претерпеть несколько последовательных соударений. [c.167]

Квант с энергией меньшей, чем не может ионизовать, если только атом не был предварительно возбужден (атом юг незадолго перед этим столкнутся с электроном, возбужденным атомом или фотоном). Поэтому при длинах волн, больших граничной длины волны спектральной серии, поглощение и ионизация обусловлены ступенчатыми процессами. Эта точка зрения подтверждается теи, что некоторые линии в спектре поглощения совпадают с небольшими максимумами между 3300 и 3200 А, не показанными на рис. 38. [c.80]

Благодаря тому, что возбуждённые атомы остаются в возбуждённом состоянии в течение некоторого конечного времени, возможны также столкновения электронов с атомами, находящимися уже в некотором возбуждённом состоянии. При этом возможна передача энергии электрона атому, т. е. возбуждение атома до какого-либо более высокого возбуждённого состояния ступенчатое возбуждение) или наоборот, энергия [c.33]

В плазме осуществляются, помимо уже рассмотренных, и многие другие элементарные процессы. Возбужденный атом может вернуться не только на нижний уровень, но и на промежуточные возбужденные уровни (каскадные переходы). Так же последовательно может происходить и возбуждение (ступенчатое возбуждение). [c.22]

Поскольку атом является многоуровневой системой, то ступенчатая рекомбинация носит диффузионный характер возникший возбужденный атом постепенно теряет энергию возбуждения, оказываясь в конечном счете в основном состоянии. В плазме скорость ступенчатой рекомбинации чаще всего много больше скорости прямой рекомбинации непосредственно в основное состояние. [c.299]

В некоторых случаях подсчёт числа соударений возбуждённых атомов с электронами приводит к ничтожно малому числу ионов, образуемых таким процессом,—много меньше наблюдаемой ступенчатой ионизации. Объяснение, почему ионизация и возбуждение ступенями всё же имеют место, может быть дано на основе представления о диффузии резонансного излучения. Резонансным излучением называется такое излучение, при котором конечный уровень энергии электрона является нормальным уровнем, соответствующим отсутствию возбуждения. В этом случае, если атом предварительно возбуждён путём поглощения света, при обратном переходе электрона излучается свет точно такой же длины волны, как тот, поглощение которого привело [c.105]

Так, некоторые кривые тока имеют пики, в точности соответствующие линиям главной спектральной серии цезия (рис. 38). В данном случае первоначально происходит не ионизация, а только возбуждение атома цезия, затем возбуждённый атом получает добавочное количество энергии, приводящее к завершению ступенчатой ионизации путём какого-либо другого элементарного процесса, имеющего место при взаимо- [c.121]

Для того чтобы перейти в нормальное состояние из метастабильного, частица должна претерпеть соударение с другой частицей, передав ей свою энергию возбуждения, -ч Частица в метастабильном состоянии, как вообще возбужденная частица, может ионизироваться при поглощении фотона или путем соударения. При наличии в частицах метастабильных состояний (пары ртути, благородные газы, пары щелочных металлов не имеют метастабильных состояний) вероятность ступенчатой ионизации возрастает из-за большей продолжительности жизни молекул в этом состоянии. Если атом или молекула в возбужденном состоянии, при отсутствии возмущений ударами, остаются в этом состоянии в течение времени порядка 10 сек. р ], то в метастабильном состоянии они могут оставаться в течение времени порядка 10 1 сек. р ]. В условиях электрического разряда продолжительность жизни метастабильного состояния является функцией давления и размеров сосуда, поскольку она определяется соударением с другими молекулами и ударами о стенки. [c.17]

Роль ступенчатых процессов наблюдается и при свечении ионных линий. Возбуждение иона может происходить прямым путем, т. е. в результате соударения электрона с нормальным атомом при этом атом одновременно ионизируется и возбуждается. Кроме того, возбуждение нона может происходить ступенчатым способом сперва образуется ион в нормальном состоянии, а затем он возбуждается. [c.443]

Ионизация атома является ступенчатой. Ступенчатая ионизация представляет собою результат многих столкновений, вследствие которых атом переходит во все более возбужденные состояния и, наконец, ионизуется. [c.319]

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]

Процессы излучения спектральных линий связаны не только с процессами прямого возбуждения атомов, но и с так называемыми вторичными процессами, а именно ступенчатым возбуждением и ударами второго рода. Возбужденный атом может вер уться в нормальное состояние или на один из более низких уровней, не излучая света, если он отдает свою энергию возбуждения электрону или другой частице, присутствующей в разряде. Ступенчатое возбуждение, напротив, переводит возбужденные атомы в более высокое энергетическое состояние. Оно возможно благодаря тому, что атом находится в возбужденном состоянии в течение некоторого промежутка времени, и поэтому возбужденный атом может испытать неупругое столкновение с электроном и перейти в более высокое возбужденное со-стояние. Таким образом, в атоме накапливается энергия. путем последовательного столкновения с электронами. Ступенчатое возбуждение может играть значительную роль, несмотря на малую вероятность столкновения возбужденного атома с электроном. Этому способствует наличие метастабильных атомов и диффузия резонансного излучения. Теория диффузии резонансгюго излучения была создана Комптоном п мочнена Л. М. Би-берманом РП 1 Холстейном р . [c.18]

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]

Иная точка зрения на природу и механизм химической активации в разряде была выдвинута Бартоном и Магн [21()1. Согласпо этим авторам, важную роль в процессе химической активации должны иг])ать медленные электроны ( , л = О,.5 4 эв), присутствующие в зоне шзряда в значительных количествах. По мнению авторов, роль этих электронов заключается в последовательном (ступенчатом) возбуждении различных электронных уровней молекул и радикалов, в результате чего образуются активнЕ, частицы различной степени активности, в частности, такие, энергия которых значительно превышает эпергию медленных электронов и которые н(> могут быть возбуждены при единичном соударении с медленным олек1]зоном. [c.182]

При фотолизе кетонов с атомами водорода в У положении, предпочтительно в паровой фазе, образуются нивщий кетон и олефин кроме того, в результате внутримолекулярной атаки со стороны карбонильной группы на атом углерода в -положении образуются циклобутанолы [239]. В обоих случаях стадия инициирования, которая состоит в атаке атома водорода в -положе-нии со стороны возбужденного атома кислорода, может быть одинаковой. В дальнейшем промежуточный бирадикал (схема 5) может претерпевать превращение в двух направлениях, причем обе стадии могут совпасть и привести к образованию одного и того же олефина. Однако, как сообщил Янг [324], вероятен ступенчатый механизм. Так, по прежним данным из октанона-2 [c.376]

Пока атом находится в возбуждённом состоянии, может произойти новое неупругое соударение первого рода возбуждённого атома с электроном. В этом случае атом перейдёт на новую, более высокую ступень возбуждения или будет ионизован. Такая ионизация или возбуждение путём нескольких последовате.чьных соударений с электронами называется ступенчатой ионизацией и ступенчатым возбуждением. [c.105]

Другим фактором, способствующим ступенчатой ионизации, является наличие метастабильных состояний атома. Для того чтобы электрон вернулся с метастабильного уровня на основной уровень энергий, нужно электрон сначала поднять новым соударением первого рода или поглощением соответствующего светового кванта на другой, более высокий уровень, с которого он может перейти непосредственно на основной уровень с превраще-нпем энергии возбуждения атома в энергию излучения. Или же метастабильный атом должен отдать энергию возбуждения медленному электрону или нейтральному атому при встрече с ним. [c.106]

Время пребывания атома в возбуждённом состоянии. Ступенчатые ионизация и возбуждение. Диффузия резонансного излучения. Метастабнльные состояния. При детальном изучении электрических явлений в газах важное значение имеет вопрос о том, в течение какого промежутка времени т атом остаётся в возбуждённом состоянии. Переход электрона в возбуждённом атоме на нормальный уровень энергии с излучением энергии возбуждения в виде светового кванта совершается без участия какого-либо внешнего воздействия и носит поэтому название спонтанного перехода. [c.207]

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]

Другим фактором, способствуюш,им ступенчатой ионизации, является наличие так называемых метастабильных состояний атома. Согласно теории атома не все переходы электрона с более высокого энергетического уровня на более низкий могут происходить путём излучения соответствующего кванта света. Некоторые переходы, как выражаются в теории атома, запрещены . Запреты фиксируются определёнными соотношениями между квантовыми числами энергетических уровнен. Уровни энергии, с которых электрон не может перейти спонтанно (путём излучения света) ни на основной, ни на один из других нижележащих уровней, называются метастабильными уровнями, соответствующее состояние атома — метастабильным состоянием, а сам атом в таком состоянии — метастаб1ыьным атомом. Для того чтобы электрон всё же вернулся с метастабильного уровня иа основной уровень энергии, нужно электрон сначала поднять новым соударением первого рода или поглощением соответствующего светового кванта на другой, более высокий уровень, с которого он может перейти непосредственно на основной уровень с превращением энергии возбуждения атома в энергию излучения. Более детальное рассмотрение вопроса о метастабильных состояниях в квантовой механике показывает, что спонтанный переход с метастабильного уровня на уровень, лежащий ниже, всё же возможен, но только вероятность такого перехода чрезвычайно мала, переходы чрезвычайно редки ). Предоставленный самому себе метастабильный атом остаётся на верхнем энергетическом уровне в течение времени, много большего, чем иужно для того, чтобы в лабораторных условиях газового разряда атом был выведен из этого состояния под действием одной из указанных выше причин или при взаимодействии со стенкой разрядной трубки. Поэтому в обычных условиях запрещённые спектральные линии, соответствующие переходам с метастабильных. состояний, не могут быть обнаружены вследствие их крайне малой интенсивности. Однако не в лабораторном, а в мировом масштабе такие запрещённые линии удаётся обнаружить. Так, в спектрах некоторых туманностей звёздного неба, представляющих собой газы в очень разреженном состоянии, были обнаружены доволшо яркие линии, не наблюдаемые, в зем- [c.210]

В плазме открыто горящей дуги атом На за среднее время жизни в состоянии З Р претерпевает 5—6 тушащих соударений с молекулами азота. Несомненно имеет место и обратный переход энергии. При температуре возбуждения резонансного уровня будет происходить определенное число актов ступенчатого возбуждения атомов при соударении с колебательно возбужденными молекулами. При достаточно больших концентрациях молекул устанавливается небольшое расхождение между колебательной температурой молекул и температурой возбуждения атомов. Расчет температуры газа гелиевой дуги, горящей при атмосферном давлении при Т == = 11 000° К [3], дает температуру газа Т = 3000° К. Ступенчатое возбуждение надрезонансных уровней гелия для различных триплетных уровней дает [c.46]