1626435917-d26f9677b92985e7688f24b5e74711ce (844351), страница 119
Текст из файла (страница 119)
ст. это время в гелин, неоне и аргоне приблизительно равно 5//ь, 100/р и 500//т льксек, где /л — давление в мм рт. гг. При оценке времени релаксации в молекулярных газах необходимо учитььвать эффекты колебательного и вращательного возбуждения. Средние значения времени релаксапши в Нз и )ь)п приблизительно в 10 раз меньше, чем в Не [11, !21. Величина времени релаксации необходима для правильной организации экспериментов по измерению скоростей дрейфа (время релаксации должно быть значи- ') Непосредстяеьшо пи икляется именно частота столкноеений, а время, соотяетстяуьощее ей, имеет физический смысл только е том случае, если частота не зависит от скорости.
0,1 0,2 О,З 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,2 ! г 1,8 2,0 3 4 !О !5 бг37 10,6 16,0 !8,1 18,2 18,6 !8,9 19,3 19,9 24,5 30,6 35,8 41,4 61,3 !11 6,63 !3,! 19,9 22,3 23,0 23,7 23,4 23„2 23,8 24,5 27,3 30,3 31,3 37,8 44,2 51,0 75,6 100 138 3,1 1 3,07 2,90 3,03 3 г12 3,86 4,20 527 6„73 8,20 9,05 14,5 20,6 26,9 66,9 114 !66 4,11 3,84 3,78 3,58 3,74 3,83 4,05 4,35 4,76 5,18 «58 6,51 8,32 10,1 ! 1,2 18,0 25,4 82,6 205 ГЛАВА И /// ' 8 б О и Н7 г з Ю- и в с 7О " О 1 г О с го х7/Я' лб б /()-е з б б /О-7 е Ю/Л", эе На фиг. 11.5.1 н 11.5.2 приведены дапнь1е о частоте столкновений электронов в водороде и азоте, взятые из статьи Фроста и Фелпса 1551').
В рассматриваемом интервале энергий распределение электронов в Нзи Хзоказывается промежуточным между Ф и г. 11.5.1. Частоты упругих столкновений (ч,/тьг) и столкновений с обменом энергией (чл/дг) в зависимости от характеристической зяергии у/Я" для водорода. Отдельные тачки — теоретические данные Фроста в Фелпса 1З71. Кривые построены во средним значениям акспериментельиых данных фиг. 1!.А.З; сплопп~ея кривая для ЗСЮ' К в Оунктирнан -дли 77е К. Самая нижнии кривая дает частоту столкноаеикя с обменом Онергни, аычисленвуго беа учета неунругих столкновения Обмен Оагргип прн упругих столы,овгнилх учтен ао всех расчетах.
Частоты столкновения обозначены иерее т н и , Аг †плотлг и нОсть галь максвелловским и дрювестейновскнм (551. Для каждого газа приводятся две различные кривые, одна из которых относится к столкновениям с передачей импульса, а другая — к пеупругиц столкновениям. Первая из них, обозначаемая т, эффективная ') Дополнительные данные имеются в статьях 1563, зисрггтичгское Рдспределеиие и скорости дрепФА злгктроиов 52р Щ б хн л 1()-11 8 6 Фиг. 11.5.2, Частоты упругих столкновений (иж/Л') и столкновений с обменом зиеРгии (чп/гтт) в зззисимости от хаРзктеРистичесхой зиеРгии Ы/Д!' для азота. Отлгльиые точка — теоретические лавиые Фроста и Фелпса (бб1, Крааые построены по средним авачеиням Окспернмептальных данных фиг. И А.О для ю1 (спложиая линия) и ?7'К (г1уикгирвая1. сама! нижнее «ригеи ласт частоту с Ольиоеелии с обм Оом Онергвн беа учета неупругпх столкпсвевиб. частота столкновений с ие/уедачей импульса„или у71/тугах столкновений, определяется из выражения О е 1 Е (1 1.5.1) А7 гп "/СА7 гл п,т Аг (см.
(9.2.2) и (9.4.2)1, Если истинная частота столкновений с персдаЧЕй ИМПуЛЬСа, раВНая Пранэнедвинв ВЕЛИЧИНЫ Лгг/ На СКО- гллвл ?? 2 ЛО ь 62 ": ?О,', 6 л ;:о" б ?О ' о-' сьв г чье ?О гб ?О В 2 С 66 2 ?О'в ?О" Гуя, и см' щ-20 рость электронов, не зависпг от энергии электронов, то частота столкновений определяется тошо выражением (11.5.! ')), ПО- скольку в реальном газе частота упругих столкновении зависит от энергии электронов, экспериментальные и теоретические значения тги??Л? удобно представлять в функции экспериментальной ?О'.—,- 6 Ф и г.
11.5,3. Скоросп дрейфи пл н характеристическая энергия р??~~ я зависимости от Е,,'Л? для яолородв яри 77'К и комнатной е яе 2' температуре. Зксперимевтвльвые деы ые елиессиы та~кингс, л кривые построен ческнх расчетов Фростл и Фелпсл 1м1. Зевисимость л??зг от е?гт прв ??' к была нвмереил т оеаьг нл основлнин тео етипосле того, клк были преоиедеггы теоретические рьсчеты. величи??ь?,У/пдг'; которая является мерой энергии электронов (си 2 2, п. «а», настоящей главы).
На фиг. 11.5.3 и 11.5А представлена зависимость самой характеристической энергии Я/<Д От Е1Л? для водорода и азота. Этн кривые позволяют вычислять частоту столкновений прн заданных значе?цих Е?Л?, если независимой переменной является величина Е?Л?, а не Я/,72". е .. Вторая частота столкновений, рассчитанная Фрост м Ф; сом 1 51, получена из уравнения баланса энергии для среднего электрона. Энергия обеЕ, получаемая за единицу времени электроном от внепшего электрического поля, равна частоте столк'? Здесь сочинив псредзчи импульсв обозначено перв ' Р з Ом, л Яе чеРез Оп дли того, чтобы сохранить обозиачеяпя Фроста и Фвлясл.
Эиюгтят ' . т? ?ГскОГ РАспРГлриГиис и скО?Ости лрвиФА элГктроиов ь31 ноееиий О обменам энергией яи, уктоженнои па разность эпер?ии и электронов и равновесной теплоной энергии. Если в качестве меры энергии электронов берется величина Я?п3', то (1 1.5.2) 2(астоту столкновений с обменом энергии также удобно представлять как функцрпо характеристической энергии, поскольку Л 66 г бВ Л 66 г ?О в ?О '" ?О Г?г?Г, и бди 2 Ф и г. 11игбй.
СкОРОсть дРейфа тл и хаРактсРистическаЯ зппРгпк ФЩ' и заяисямосп. От Е72? для азота яри 77" К я комнатной температуре. Экспериментельные данные нвиесенм тачквив, к сплоыные кривые построег~м ов есновгиии теоретических рлсчетов Фроста и Фел, сл 1М1. ВЕЛИЧИНа Риг?Л? япдяЕтея МЕрОй СЕЧЕПИй НЕунруГИХ СтОЛКНОВЕПИй, зависящих от энергии, деленных на скорость электронов.
Фрост и Фелпс (551 указывают, что параметр обмена энергии, определяемый по формуле (11.5.2), имеет ряд преиму?цеств иад параметром потерь энергии при одном столкновении, которым обычно пользуются при анализе экспериментов с электронным облаком. Во-первых, он определяется через эксперимептальнь?е и теоретические коэффициенты переноса, а поэтому величина его нс завпсит От предположений относительно вида энергетической ГЛАВА !« зависимости фупкппп распределения, Во-вторых, параметр, характеризующий потери энергии при одном столкновении, как правило, пе позволяет разделить эффекты упругого и пеупругоп« взаимодействия, по взамен дает их отношение, т. е, величину, которая редко рассчитывается теоретически н вообще пе имеет большого значения с точки зрения атомной структуры.
Из вырин«ения ()).5.2) следует, что прн определении Лб,,э' необходимо стремиться к высокой точности, когда энергия электронов приблг«!кается к своей тепловой равновесной всличгше Лг)7с. В последней работе Кромптона и Елфорда 157! описаны эксперименты, выполненные в этом энергетическом интервале с высокой точностью. Результаты их исследования об!«вру«кивают меньший разброс, чем данные Уоррена н Паркера !4!. и получены без необходимости в эмпирической калибровке аппаратуры, которая требовалась в работе авторов !)41 Используя диффузионный метод Таунсенда, Кромптон и Елфорд !57! получили данные по Нь и )т)ь. Работа проводилась при комнатной температуре н при значениях Е7ув до 0,005 в/сл« ° мл«рт.
ст. л н те РА т у РА 1. Н и х1е у 1.. Си Н, С го и«р 1 о и К. )Ч.. в кинге «А1огпс аиг) Ми)еси1вг Ргосеььеь», ед. В. К. Ва(ев, Нев Уигк, 1962 (имеется перевод. «Атомные я молекулярные процессы», ред Л. Бег)тс, изд-во «Мнр», 1964, гл. 1О). 2 ЬоеЬ Ь. В» Ваяс Ргисеььеь и( С«вьеоиь Г1ес1гоикь, 26 еп., Вегйе1еу, 1960, сЬ. 3, 4 (нмеется перевод предыдущего издания: Л. Л е б, Оснои«ые ироцессь«электрических разрядов в газах, М.— Л.. 1950). 3 Не в)еу К.
!4» К ее 6 Л. )Ч» ТЬе Веьач(ог о( 5!ов Е1сс1гиг«ь Ы Синев, Зудиеуз 1941. 4. 1Ч а г ге и К. (Ч., Р а г нег Л. Н„РЬуь. Кеч, 128, 2661 (!962) 5. Р в г Ь е г Л. Н., РЬ)ь. Кеч., 132, 2096 (1963). 6. С г о ги р 1 о и К. ТЧ., Л о г ч К. 1, Аиь1гв1«аи Лонги. РЬув., 15, 451 (1962). 7. А)1(в )Ч. Р., А)1е и Н «Ч., РЬуь. Кеч., 52, 703 (1937). 8. Н и х 1 е у Ь. Сь Н., Аиь1ганви Лонги. РЬуь., 12, 174 ( В59). 9. Н и х1е у 1.. Си Н., Аиыгвнви Лонги. РЬув., 10, 118 (1957). 10. М о и с !Н с 1«Е, Рьуь.
Р!и!дь, 5, 1393 (1962). 1!. Раск Л. 1., Р не! р в А. Ч., РЬуь. Кеч., 121, 798 (1961). 12 Р а с 1« Л. 1., Ч о ь Ь а!! К. Е., Р Ь е 1 р ь Л Ч., РЬ) в. Кеч., 127, 2084 (1962) 13. Вгвдьигу Ы. Е., Ы!е1веи й. А., РЬуь. Кеч, 49, 388 (1936), 14, Ы 1 е ! ь е и К. А., РЬув. Кеч» 50, 950 (ВЗб). 15. Н ! е! ь е «т й. А, В г и «1 Ь и г у ЬЬ Е., Р1«уь. Кеч» 51, 69 (1937) 16 1. и в !«е Л. Л, Лиь1га!ыи Легки.
Р1«)в, 15, 39 (1962). 17. В и и си и, Аиыганви Лонги. Р!«ув., 10, 54 (1957). 18. Н и г ь( С. 5» СгК е1(у 1.. В» )Ч я й не г Е. В., 5!ос Ь «) а1е Л. А., Лонги. СЬии. РЬув.„39. !341 (1963). 19. Сг)а в ь(о не 5» Е о ч Ь е г и К. Н., Са««1«сне«) Тьегпюпис1евг КеасИопв, Рг)исеши, Ы. Л» !960. 20. 5 и С.
Н., 1. а щ 5. Н» РЬув. Г)иЫь, 6, 1479 (1963). 21. С о Ь е и 1. М» РЬув. Г! иЫв, 6, 1492 ( 1963) . 22. В готч п 5. С., Вакс Ва1а о( Р)акиа Рьувкь, Нее Ъогн, 1959, р. 85. о осп«диг«иал электро«юв 633 — «гигг'тичиско«: идспивдглиниг и эигигг:т « Б.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
