Соударения неупругие второго рода

Если функция металла состоит в том, чтобы индуцировать переход электро- нов между молекулами катализируемого вещества, а последние передают это действие соседним молекулам реагирующих компонентов, то это предполагает существование катализа не только на поверхности катализатора, т. е. на границе раздела молекул катализатора и реагентов, но и на некотором расстоянии в газовом пространстве, т. е. среди молекул газа, активированных катализатором. Энергия, требуемая для катализа на расстоянии, передается неупругими соударениями второго рода . Поляков утверждал, что активность водорода, активируемого палладием, поддерживается на расстоянии приблизительно 20 см от каталитической поверхности. [c.64]

Этот переход возможен только при дополнительных соударениях, например со стенкой камеры или с другими молекулами (некоторых органических соединений), если они присутствуют. Поскольку потенциалы возбуждения благородных газов высоки и превышают потенциалы ионизации органических веществ, при таких соударениях образуются ионы и возникает ионный ток. Этот процесс называется процессом неупругих соударений второго рода. В соответствии с тем, какой из упомянутых процессов преобладает, детекторы можно разделить на две группы. [c.91]

ИОНИЗАЦИЯ И ВОЗБУЖДЕНИЕ ЧАСТИЦ ГАЗА ПРИ НЕУПРУГИХ СОУДАРЕНИЯХ ПЕРВОГО И ВТОРОГО РОДА [c.94]

Неупругие соударения второго рода. В явлении перехода атома из метастабильного состояния при столкновении с какой-либо другой частицей в нормальное мы встречаемся с новым элементарным процессом в газе, называемом неупругим соударением второго рода. Представление о необходимости существования соударений второго рода было выведено из теоретических соображений при рассмотрении условий равновесного состояния газа, предоставленного самому себе. В этом случае постоянно происходят процессы взаимодействия между атомами, с одной стороны, световым излучением и свободными электронами—с другой. Для того чтобы равновесие не нарушалось и концентрация какого-либо рода частиц и распределение их но скоростям оставались постоян- [c.107]

НЕУПРУГИЕ СОУДАРЕНИЯ ВТОРОГО РОДА 109 [c.109]

Если электрон обладает большей скоростью, чем необходимо для ионизации, то при неупругом столкновении с молекулой он отдает лишь столько энергии, сколько необходимо для ее ионизации, а сам продолжает двигаться со скоростью, соответствующей оставшейся энергии. Упругие и неупругие соударения электрона с молекулами или атомами в общем называются соударениями первого рода. Соударения электрона с уже возбужденным либо ионизированным атомом или молекулой называются соударениями второго рода. Столкновение электрона с ионизированной молекулой приводит к образованию нейтральной частицы (процесс рекомбинации). Рекомбинация проходит главным образом на стенках разрядной трубки. [c.146]

НЕУПРУГИЕ СОУДАРЕНИЯ ВТОРОГО РОДА 213 [c.213]

НЕУПРУГИЕ СОУДАРЕНИЯ ВТОРОГО РОДА 215 [c.215]

Увеличение энергии электронов путём соударений второго рода необходимо учитывать в ряде случаев газового разряда, например, при истолковании сравнительной интенсивности излучения тех или иных спектральных линий. Если частица, сталкивающаяся с возбуждённой частицей, — электрон, то энергия может быть передана ему лишь в виде кинетической энергии увеличения скорости движения электрона. Если вторая сталкивающаяся частица — атом, требующий для возбуждения или ионизации меньшего количества энергии, чем потенциальная энергия той возбуждённой частицы, с которой атом сталкивается, то в результате столкновения второго рода атом скажется возбуждённым или ионизованным. При неупругом столкновении первого рода на возбуждение или ионизацию второй частицы затрачивается кинетическая энергия взаимодействующей с ней первой частицы. При неупругом столкновении второго рода второй частице передаётся в виде потенциальной или кинетической энергии потенциальная энергия первой частицы. [c.216]

Другой вторичный процесс, оказывающий, как и ступенчато возбуждение, значительное влияние на интенсивность излучения газового разряда, это тушение возбуждённых состояний при неупругих соударениях второго рода. Это влияние возрастает с увеличением концентрации возбуждённых атомов л , которая тесно связана с продолжительностью пребывания атомов в возбуждённом состоянии. Вследствие явления реабсорбции излучения в разряде основное значение имеет при этом не индивидуальная продолжительность жизни отдельного возбуждённого атома, а эффек- [c.354]

Процессы ионизации. Различают два типа ионизационных процессов при кинетических соударениях частиц — ионизация при неупругих соударениях первого рода и обусловленный внутренней энергией возбужденных атомов — ионизация при неупругих соударениях второго рода. Участвующие в соударениях второго рода возбужденные (как правило, метастабильные) атомы могут возникать при неупругих соударениях первого рода. [c.31]

Химические процессы протекают преимущественно в результате ионизации и возбуждения нейтральных молекул электронным ударом. Известную роль может играть фотоионизация в объеме, неупругие соударения второго рода и термоэлектронная эмиссия. Тлеющий раз- [c.141]

Механизм возбуждения спектральных линий в атмосфере различных газов изучен недостаточно. Некоторые исследователи указывают, что изменение интенсивности линий следует связывать с изменением температуры плазмы и ионизационного потенциала газа, а также учитывать удары второго рода. В малоионизированной низкотемпературной плазме (дуга, искра) определенную роль играют удары второго рода, главным образом неупругие соударения [250, 253]. Возбуждение уровней атома В происходит за счет ударов второго рода с возбужденным атомом А по схеме [c.80]

Пространственная дифференциация элементов в плазме и увеличение ее объема, как правило, уменьшает общую aтo d yю концентрацию. В некоторых местах плазмы, например около анода, может быть повышенная концентрация. Пространственно-временная стабилизация облака плазмы обеспечивает равномерность нагрева электродов и испарение пробы, что приводит также к увеличению точности анализа [291]. Уменьшение атомной концентрации должно благоприятствовать усилению интенсивности линий элементов. Действительно, присутствие в плазме больших количеств других элементов ликвидирует эффект усиления линии. Известно, что в малоионизированной низкотемпературной плазме (дуга, искра) определяющую роль играют удары второго рода, и в первую очередь неупругие соударения, приводящие к тушению возбужденного состояния атома. При этом энергия возбуждения превращается в кинетическую энергию сталкивающихся частиц. [c.100]

В спектрально-аналитичзской литературе иногда под термическим возбуждением понимают возбуждение за счёт соударений с атомами, противопоставляя его электронному возбуждению, осуществляющемуся за счёт соударений с электронами. Такая классификация процессов, однако, неправильна. Характеристикой термического возбуждения спектра является распределение атомов по возбуждённым состояниям, согласно (4.2), что является следствием одновременного выполнения условий (4.1) для распределения частиц по скоростям и равновесия между неупругими соударениями первого и второго рода. Вопрос о том, какие частицы являются непосредственно возбуждающими, определяется исключительно температурой газа. В соответствии со сказанным на стр. 33 наиболее эффективны соударения с электронами, и следовательно, при высоких температурах газа (дуга, искра), когда концентрация электронов высока, доминирующую роль будут играть именно электроны, при более низких же температурах (пламя), когда концентрация электронов очень низка,— атод ы и молекулы. [c.36]

К рассмотрению процесса вторичной эмиссип за счёт потенциальной энергии положительного иона при.ложимы методы волновой механики, позволяющие подсчитать вероятность перехода э.чектрона из металла на тот или другой уровень энергии в атоме, образуемом при нейтрализации положительного иона. Наиболее вероятным оказывается переход на такой уровень, на котором энергия электрона близка к. энергии, которой он обладает как электрон проводимости в металле. Эти представления приводят к следующей картине рассматриваемого элементарного процесса. При прнближен1Ш положительного иона к новерхности металла, когда ион находится от этой поверхности ещё на некотором расстоянии, происходит переход к иону первого электрона. В результате этого перехода получается атом в возбуждённом состоянии. Затем путём нового элементарного акта происходит освобождение второго электрона проводимости из металла за счёт энергии возбуждения, подобно тому как в объёме газа это имеет место при неупругом соударении второго рода. Справедливость такой точки зрения подтверждается тем, что эмиссия электронов из [c.92]

Неупругие соударения второго рода происходят при встрече с возбуждёнными частицами газа не только электронов, но и других частиц. Существование неупругих соударений второго рода, приводящих к увеличению скорости свободных э.тгектронов в газе, наглядно доказано опытами советских физиков А. Лей-пунского и Г. Латышева. Схема этих опытов аналогична схеме опытов Франка и Герца (см. рис. 30). Опыт проводился в парах ртути. Между катодом и первой сеткой j накладывалось напряжение и l, меньшее, чем первый потенциал возбуждения ртути. Электроны испытывали лишь упругие столкновения. Между второй сеткой a и пластинкой Р накладывалось задерживающее напряжение, несколько большее, чем U x поэтому пластинка Р находилась при потенциале более низком, чем потенциалы катода, так что ни один электрон не попадал на неё. При освещении ртутных паров между сетками и излучением ртутной дуги возбуждались метастабильные состояния атомов ртути, обладающие энергией 4,7 эл. в. В результате столкновений метастабильных атомов ртути с электронами происходили соударения второго рода. Поэтому для того чтобы электроны не попадали на пластинку Р и прибор в цепи этой пластинки не показывал тока, приходилось задавать между сеткой и пластинкой Р задерживающий потенциал, превышающий по абсолютной величине потенциал, ускоряющий электроны между катодом и сеткой не менее чем на 4,7 в. [c.109]

Если частица, сталкивающаяся с возбуждённой частицей,— лектрон, то энергия может быть передана ему лишь в виде кинетической энергии увеличения скорости его движения. Если вторая сталкивающаяся частица—атом, требующий для возбуждения или ионизации меньшего количества энергии, чем потенциальная эпер-I ня той возбуждённой частицы, с которой атом взаимодействует, ю в результате соударения второго рода атом окажется возбуждённым или ионизованным. При неупругом соударении первого-рода на возбуждение или на ионизацию второй частицы затрачивается кинетическая энергия взаимодействующей с ней первой частицы. При неупругом со дарении второго рода второй частице передаётся в виде потенциальной или кинетической энергии потенциальная энергия первой частицы. [c.109]

Большую роль в явлениях понижения напряжения зажигания играют неупругио соударения второго рода. [c.252]

Особенно показательны следующие опыты. Осветим ту раз рядную трубку, в которой определяется напряжение зажигания /7з неона, содержащего небольшую примесь аргона, светом от другой неоновой трубки с интенсивным разрядом. Прп наличии такого облучения повышается и приближается к значению напряжения зажигания в чистом неоне. Это явление происходит потому, что соответствующие кванты неонового излучения поглощаются метастабильными атомами неона и выводят их из метастабильного состояния, прежде чем успеют произойти их неупругио соударения второго рода с атомами аргона, ведущие к понижению из- [c.253]

Другим дополнением теории Таунсенда явился учёт при подсчёте объёмной ионизации не только неупругих соударений первого рода, но и неупругих соударений второго рода. Этот учёт не изменяет вида уравнений теории, а придаёт лишь несколько 1шое значение коэффициенту объёмной ионизации ас. Наконец, последнее по времени дополнение теории Таунсенда-Роговского заключается в иной расшифровке коэффициента поверхностной ионизации Г- Оказалось, что выход электронов из катода совершается не только под действием ударов положительных ионов, ио и вследствие ряда других причин. [c.392]

Возбуждение атомов, молекул, а также положительных ионов газа происходит за счёт неупругнх соударений первого рода с электронами, а иногда и с ионами, за счёт неунругих соударений второго рода с возбуждёнными частицами газа, за счёт поглощения квантов света и за счёт соударений быстрых нейтральных частип между собой (термическое возбуждение). Обратный переход возбуждённых частиц в нормальное состояние (а также на другие возбуждённые энергетические уровни, лежащие ниже данного уровня) имеет место путём спонтанного излучения энергии возбуждения или путём неупругих соударений второго рода без излучения. Излучение наблюдается также при рекомбинации заряженных частиц и при торможении большого числа электронов в сильных электрических атомных полях, а также при эффекте Черенкова и при явлении светящегося электрона (см. ниже, 125 гл. XV). [c.421]

При тех режимах разряда, когда число элементарных актов тушения данного возбуждённого уровня, вызванных неупругими соударениями второго рода, возрастает настолько, что этими соударениями определяется продолжительность пребывания атома на данном энергетическом уровне, а следовательно, и концентрация Пц возбуждённых атомов, мы имеем дело с состоянием, очень близким к статистическому микроравновесию между соударениями первого и второго рода, по отношению к данному энергетическому уровню. Светящийся газ в таком состоянии получил название болъцмановского излучателя. Расчёт интенсивности излучения какой-либо спектральной линии, для верхнего энергетического уровня которой такое микроравновесие имеет место, вновь упрощается, так как концентрация возбуждённых атомов на верхнем уровне может быть определена по формуле Больцмана, и становится равным [c.439]

Неупругие соударения второго рода. В явлении перехода атома из метастабильного состояния при столкновении с какой-либо другой частицей в нормальное мы встречаемся с новым элементарным процессом в газе, называемым неупругим соударением второго рода. Представление о необходимости существования соударений второго рода было выведено Клейном и Россе-ландом [694] нз теоретических соображений при рассмотрении условий равновесного состояния в газе, в котором постоянно происходят процессы взаимодействия между атомами, с одной стороны, световым излучением и свободными электронами, с другой. Такие равновесные состояния можно наблюдать экспериментально при высоких температурах в предоставленном самому себе газе (изотермическая плазма см. гл. XV). Между тем в этом случае, для того чтобы равновесие не нарушалось и концентрация любого рода частиц и распределение их по скоростям оставались постоянными, необходимо, чтобы в газе, наряду с каждым из разнообразных элементарных процессов ионизации, возбуждения, излучения и т. д., имел бы место также и процесс, прямо проти Боположный первому. Так, например, если бы в газе происходило только возбуждение частиц газа ударами электронов, то концентрация быстрых электронов непрерывно бы уменьшалась. В действительности же в случае равновесного состояния число быстрых электронов пополняется за счёт соударений, при которых энергия возбуждения частиц газа передаётся взаимодействующим с ними медленным электронам, а излучение энергии возбуждёнными частицами восполняется путём поглощения фотонов невозбуждёнными частицами газа. Такая необходимость протекания в газе, находящемся в равновесном состоянии, элементарного процесса любого типа как в прямом, так и в обратном направлении (причём в общей сложности действие каждого элементарного процесса уравновешивается действием прямо противоположного) составляет содержание принципа детального равновесия. [c.212]

Рассмотрим процесс возбуждения частиц газа до состояния а с энергией возбуждения электронами, обладающими энергией (точнее от до I,-Ь. Вероятность такого возбуждения обозначим через ( 1). После неупругого столкновения первого рода энергия электрона будет = Процессом, обратным рассматриваемому, будет неупругое соударение второго рода электрона, обладающего энергией о (точнее от до с возбуждённой частицей газа в состоянии а. Передача энергии возбуждения электрону приведёт к тому, что после соударения его кинетическая энергия будет 1 = Вероятность такого соударения обозначим через га ( 2) и концентрации электронов с кинетической энергией и обозначим через йщ и йп.2. Число актов возбуждения, имеющих место в единице объёма газа в единицу времени, равно числу столкновений электронов с энергией с невозбуждёнными частицами газа К, умноженному на вероятность Точно так же число неупругих соударений второго рода в том же объёме и за то же время равно числу соответствующих столкновений N2, умноженному на. Если мы допустим, что числа столкновений Л 1 и N2 пропорциональны соответственно (при факторе пропорциональности к) йщ-п и йп2-п , где п — концентрация невозбуждённых, п —концентрация возбуждённых частиц газа, то мы непосредственно придём к установленному Клейном и Росселандом [694, 675] в 1921 году соотношению [c.213]

При наличии в газе атомов в метастабильных состояниях вероятность столкновений второго рода возрастает. Поэтому метастабнльные состояния играют в явлениях газового разряда большую роль. На разборе некоторых относящихся сюда явлений мы остановимся в соответствующих главах (например, влияние метастабилей на потенциал зажигания — так называемый эффект Пеннинга [696]). О неупругих соударениях второго рода смотрите также [754]. [c.217]

При практическом применении ртутного разряда в источниках света для облегчения зажигания разряда кроме ртути в разрядную трубку вводится ешё какой-либо инертный газ — обычно аргон—при давлении в несколько лш Н . Понятно, что при одном и том же малом давлении ртутного пара присутствие аргона сушественно меняет картину распределения мощности разряда. Присутствие аргона при концентрации атомов последнего, значительно превышающей концентрацию атомов ртути, приводит вследствие многочисленных зшругих соударений электронов с атомами аргона к значительному увеличению общей длины зигзагообразного пути, пробегаемого электроном. Поэтому увеличивается число соударений электронов с атомами ртути, а, следовательно, и число возбуждающих столкновений. Поэтому в грубом приближении мы вправе ожидать примерно такого же распределения расходуемой мощности, которое Следует из диаграммы рисунка 150 для абсциссы, соответстаующей давлению в несколько мм Hg. Однако опыт показывает, что изменение парциального давления паров ртути, небольшое по сравнению с общим давлением, сильно отзывается на удельном весе резонансного излучения. Так, при диаметре трубки 3 см и силе тока 0,65 амп давление паров ртути, оптимальное по отношению к резонансному излучению, — 0,01 мм Н . Это соответствует температуре жидкой ртути в разрядной трубке 40° С при температурах 60° или 20° С, что соответствует давлениям ртутного пара 0,05 и 0,001 мм Hg, относительная интенсивность резонансного излучения значительно меньше. Объяснить такую чувствительность резонансного излучения к содержанию паров ртути и появление максимума можно так. С одной стороны, уменьшение парциального давления паров ртути приводит к уменьшению числа излучающих центров, с другой, — увеличение этой концентрации приводит к облегчению разряда путём неупругих столкновений второго рода атомов ртути с метастабильными атомами аргона и, следовательно, к понижению продольного градиента потенциала Е ,. Следствием уменьшения Е является уменьшение температуры электронов, а следовательно, и уменьшение числа электронов, обладающих значениями кинетической энергии, необходимыми для возбуждения исходных уровней резонансных линий. [c.347]

Результаты подсчётов интенсивности линий 1850 и 2537 А в ртутном разряде низкого давления, основанные на данных зондовых з-мерений и Tg и на имеющихся в литературе данных для Qi2(K), [1101] и [1102], представлены в логарифмическом масштабе пунктирными кривыми рисунка 152, В сплошных кривых учтено тзтпение возбуждённых атомов при неупругих соударениях второго рода с электронами. Совпадение пунктирных и сплошных кривых при давлениях, меньших 10 мм Hg, показывает, что в этой области давлений приведённая выше простая теория, не учитывающая вторичных процессов, вполне приложима. Те же соотношения имеют место и для сравнительной интенсивности одиночных и триплетных линий гелия и неона. Из других выводов теории отметим следующие. Интенсивность каждой спектральной линии должна иметь максимум при некотором давлении чем выше Va, тем при более низком давлении должен [c.350]

Кроме продолжительности их пребывания в возбуждённом состоянии и диффузии радиации, концентрацию возбуждённых атомов обусловливают процессы 1) возбуждение путём неупругих соударений первого рода между электронами и нормальными атомами, 2) процессы ступенчатой ионизации и возбуждения, 3) образование и разрушение возбуждённых атомов при соударениях второго рода с электронами и с атомами, 4) диффузия возбуждённых атомов, а также диффузия излучения к стенкам и электродам, 5) процессы образования молекулярных ионов при соударении двух возбуждённых атомов и тому -подобные процессы. Хотя не все эти процессы имеют одинаковое значение для устанавливающейся в их результате концентрации Па и хотя некоторыми из них можно пренебречь без особенного ущерба для точности получаемых результатов, задача о концентрации возбуждённых уровней является в достаточной мере сложной даже в случае метастабильных атомов, когда не возникает вопроса об учёте спонтанных переходов на нормальный уровень и об учёте диффузии излучения. Как показывает Фабрикант [1094, 1107], при решении этой задачи в первом приближении можно пренебречь ступенчатой ионизацией и ступенчатым возбуждением, так как эти процессы значительно меньше влияют на концентрацию возбуждённых атомов, чем тушение соударениями второго рода. Несколько упрощая суть дела, можно грубо сказать, что в соударениях второго рода участвуют электроны любых, притом, согласно соотношению Клейна и Росселанда (см. стр. 215), преимущественно малых скоростей, тогда как для ионизации требуются сравнительно большие скорости, а возбуждение происходит в значительной мере лишь прн скоростях, близких к максимуму функции Ql2I ma) [c.355]

Неупругие соударения второго рода метастабильных атомов и молекул азота могут происходить не только с нормальными молекулами азота, но и с частицами примеси. Поэтому наличие в азоте примесей сильно отзывается не только а яркости, но и на самой возможности послесвечения. На основании количественного изучения влияния примесей О2 и Н2О к азоту на послесвечение последнего предложен один из способов контроля чистоты азота [1128, 1129]. При наличии О2 и Н2О в количеств -, большем 10 2%, послесвечения азота не наблюдается. В то же время мнение о том, что и чистый азот (при количестве примесей 10 %) также не даёт послесвечения, не нащло общего признания. [c.390]

Применение закона подобия не ограничивается переходом разряда из несамостоятельного в самостоятельный. Подобие двух разрядов основано на том, что энергия электронов в соответствующих точках увеличивается при одном свободном пробеге в среднем на одну и ту же величину. Если поставить вопрос щире и принять РО внимание не только процессы ионизации и возбуждения при неупругих соударениях электронов с атомами и молекулами, но и другие процессы, то детальное рассмотрение показывает, что подобие разрядов сохраняется при наличии процессов диффузии электронов и ионов, образования отрицательных ионов, взаимной рекомбинации ионов в объёме газа при больших давлениях, рекомбинации на поверхности стенок и электродов, выделения электронов из катода под действием положительных ионов и метастабильных атомов (при условии одной и той же работы выхода) и ионизации соударениями второго рода при одной и той же процентной концентрации примеси к основному газу. Напротив, подобие двух разрядов не может иметь места при наличии в заметной степени взаимной рекомбинации положи-гельных и отрицательных ионов в объёме газа, рекомбинации ионов и электронов в объёме ) аза и ступенчатой ионизации ([4], т. И, стр. 113). [c.427]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология