АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Ионизационные процессы в газе

Читайте также:
  1. XI. Гетерогенные процессы.
  2. Архиерейские процессы. Дело Воронежского архиепископа Льва (Юрлова)
  3. Биологические процессы в технологии
  4. БОРЬБА С ИНАКОМЫСЛИЕМ. ПОЛИТИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В СССР
  5. Важнейшие технологические процессы заготовительного производства в машиностроении
  6. Важнейшие технологические процессы капитального строительства
  7. Важнейшие технологические процессы обрабатывающего производства в машиностроении
  8. Важнейшие технологические процессы пищевой промышленности
  9. Важнейшие технологические процессы сборочного производства в машиностроении
  10. Внешняя политика СССР: процессы, тенденции, проблемы
  11. Внутренняя энергия тела и способы её изменения. Изменение внутренней энергии тела при нагревании. Первое начало термодинамики. Обратимые и необратимые процессы.
  12. Волновые процессы в линиях

В отсутствие внешнего электрического поля частицы газа на­ходятся в состоянии хаотического (теплового) движения, постоянно сталкиваясь с другими частицами. Если на единице длины пути частица испытала Z столкновений, то средняя длина ее свободного пробега равна:

 

. (1.6)

 

Значение зависит от концентрации частиц и, следовательно, от давления и температуры газа. С увеличением давления и уменьшени­ем температуры уменьшается. Частицы газа при тепловом движении перемещаются беспорядочно. Наличие внешнего электрического поля приводит к возникновению направленного движения заряженных час­тиц, если таковые имеются, т. е. к появлению в газе электрического то­ка. Подвижность частицы в электрическом поле зависит от ее массы: чем больше масса частицы, тем меньше ее подвижность.

При рассмотрении процессов возникновения и исчезновения заряженных частиц в газе можно считать электроны частицами и не учитывать их волновые свойства. Когда электроны находятся на наи­меньших стационарных орбитах, то потенциальная энергия атома ми­нимальна. Такое состояние атома является устойчивым и называется нормальным. Переход одного или нескольких электронов с нормальных орбит на более удаленные от ядра называется возбуждением атома. Энергию, необходимую для возбуждения, атом (молекула) может полу­чить при столкновении с другой частицей или при поглощении корот­коволнового излучения (фотовозбуждение). Время пребывания атома в возбужденном состоянии составляет ~10-10 с. Возвращение атома в нор­мальное состояние происходит самопроизвольно и сопровождается из­лучением фотона.

Когда электрон удаляется от ядра настолько, что взаимодейст­вие его с ядром практически исчезает, то электрон становится свобод­ным. Происходит ионизация атома, в результате которой образуются две независимые частицы: электрон и положительный ион. Энергия, по­глощенная атомом, называется энергией ионизации. Энергия возбужде­ния и ионизации выражается в электронвольтах (эВ). Минимальные энергии возбуждения и ионизации некоторых содержащихся в воздухе газов приведены в табл. 1.1.

 

Таблица 1.1 Энергии возбуждения и ионизации газов.

 

Газ Минимальная энергия, эВ
возбуждения ионизации
N2 6,1 15,5
N 6,3 14,5
O 7,9 12,5
  9,1 13,6
H2O 7,6 12,7

 

Одновременно с ионизацией атомов и молекул газа происхо­дит процесс взаимной нейтрализации заряженных частиц — рекомби­нация. Вследствие действия двух противоположных факторов — иони­зация и рекомбинация — устанавливается равновесное состояние, при котором в единицу времени возникает и рекомбинирует определенное количество заряженных частиц. Это равновесное состояние характери­зуется определенной степенью ионизации газа, т. е. отношением кон­центрации ионизованных частиц к общей концентрации частиц.

 

, (1.7)

 

где

— коэффициент степени ионизации газа;

— концентрация ионизованных частиц;

— общая концентрация частиц ( ~ 1022 атомов на см3).

Газ, в котором значительная часть атомов и молекул ионизи­рована, называется плазмой ( > 1012 1014 ионов на см3).

Концентрация положительных и отрицательных зарядов в плазме примерно одинакова. Плазма — форма существования вещества при температуре примерно 5000 К и выше.

При столкновении электронов с нейтральным атомом или мо­лекулой возможен захват ими электрона и образование отрицательного иона. Газы, в которых возможно образование отрицательных ионов, на­зываются электроотрицательными (кислород, хлор, пары воды и др.), а газы, в которых отрицательные ионы не образуются — электроположи­тельными (азот, гелий).

 


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 | 49 | 50 | 51 | 52 | 53 | 54 | 55 | 56 | 57 | 58 | 59 | 60 |

Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.003 сек.)