1626435917-d26f9677b92985e7688f24b5e74711ce (844351), страница 28
Текст из файла (страница 28)
4.1тк Сеченая упругого рассеяния электронов нв атомном водороде, взятые нз работы Бурке н Шея [481. Кривая 1 — вксперниситальныс ленные Иейпзбера и лр. !36), относящиеся к упругому рассеянию прн энергиях алектронаэ, ве превышающих первой энергии возбуждения шама водорола 10,!6 за. точками оооэвачены сечеии», аычислш|иые нейпабером и лр. по данныи измерений Брвкмапа и ар. )4Ц. Осталь ые аз~аггее представляют собой результаты теоретических вычислений: 2- Брзнслеиа, Далгарпо, Лжонз и Ситона 142! (Расчет иариаииониыма метагами с учетом э- и Р.расссииия); 3- Темкнва п Лемкина (сэ (расчет лч р- и а- рассеянии методам поляризованных орбитваей); 4 †М-Ичрена и Фрезера !44), Смита !46) н джона !46! !численные методы с обменными приближениями (см.
канси й 4 наставшей глэвы)) и джелтмена !47! (вариапианпый метод, в котором пробная функиия учитывает виртуальное вазбувшение состояний 2л и Ж)1  — Бурке и 1Вея (46, Л)! (в приближении с силища связью, в котором оолная волновая фуикпия разлагалась на собственные состояния водорода в сахра. пелись только члегш, соответствующие состояниям 1э, 2л и 2л). Заметим, что па ириной 6 (Бурке и Шев) имеетс» резонанс при 9,6! *а.
Общий анализ рассеяния электронов малой энергии ва атомах нодорадз лзи в обзоре Бурне и Смета 766). они проводили для подтверждения правильности своих результатов. Прибор, показанныи на фиг. 4.1.8, применялся для измерений полного сечения рассеяния электродов на атомарном водороде [391 и атомарном кислороде [39!. Нейнабер и др.
[40! использовали также этот прибор с видоизмененными источникамц атомов и электронов для измерения рассеяния на атомарном азоте. Внесенные видоизменения необходимы вследствие больших трудностей, возникающих при дпссоциации молекулярного измГРГ1цпе и вычислГнпе сГчепип упРуГОГО Рлссеяння 151 ,(зота. Результаты измерений рассеяния ца водороде приведены на фиг. 4.1.9, где онн сравнива)отса с исправленными данными Врэкмана, брайта и Нейнабера [411 и с различнымн теоретическими предсказаниями [42, 491 Данные, полученные при рассеянии на кислороде и азоте, приведены на фиг. 4.1.10 и 4.1.11.
Эксперименты с кислородом и азотом представляют интерес с 0 7 2 Э '7 5 б 2 8 8 70 П 72 Энергия влек трапа, зв Ф н г. 4.!.1О. Полные сечення рассеянии электронов на атомарном кислороде, взятые нз стбтьк 74ейнзберз н др. [381. Кривой 1 прелставлены экспериментальные лепные Нейиаберз и его сотрудников (метал пучка). Точка 2 соответствует резулшату Лига и Кивела, получе|шаму в эксперименте с удариот трубой.
Остальюяе кравис относятся к результатам теоретических вычислений, а которых исаальзуютс» различные «рвблкженнн; 3 †расче Бейтса и Месси; 4 в Темкииа; 3 в Клейна и Браюгера; б — Робинсона; 7 — Хаммерлипга, Шайиа и Киведа (работы этих авторов указаны в статье Нейяабсрв и др. (26)). Дополнительные вычисления для атомарнога кислорода и с, ш и Р рассматриваются в статье купера и мартина !163!.
точки зрения изучения свойств воздуха, находящегося при высокой температуре, а исследование сечений рассеяния на атомах водорода представлнет практический интерес ввиду той важной роли, которую они играют прн астрофизических исследованиях и исследованиях термоядерных реакций. Этн сечения очень интересны также с теоретической ~очки зрения, так как они позволяют осуществить точную проверку различных приближенных методов, к которым приходится прибегать в теории столкновений.
Так как волновые функции для атома водорода известны достаточно полно н точно, то мно~ие сечения, которые нельзя а настоящее время вычислить для более сложных структур, можно вычислить для этого атома. 152 ГЛАВА 4 сб 12 и со к В б ==)) ярлсосг у ' Перел, Ипглендер и Бедерсон [50)') пользовались методом пучков атомов отдачи для измерения полных сечений рассеяния электронов на атомах лития, натрия и калия в интервале энергий от 1 до 10 эв. В этом методе атомный пучок пересекается с модулированным электронным пучком и полное сечение наблюдают, измеряя умсньшевие интенсивности атомного пучка сб О с 2 3 4 5 б 7 б Э 10 1с энергий злекпромо, зв Ф н г. 40.11.
Полные сечения рассеяния электронов нз атомарном азоте. Эксперкмевтадькые двввыс быдк получены 1сейвебером в др.г4ОС. Крпеее 1 дает рееультати теореткчссквх еыкнслсвкй Клейке к Брекверв С1бйг, крввек У вЂ” двввые Греуера в Бреувв, работа которых еще ке была опубдвковаве, во рессмвтрквветсв в стпъе Нейвабера к др. С401. в прямом направлении, вызываемое переносом момента в течение процесса рассеяния. Для детектирования сигнала атомного рассеяния, поступающего (с частотой модуляции) от детектора с поверхностной ионизацией, к которому непрерывно подводится кислород, применялся фазочувствительный синхронный усилитель.
Главным ограничением метода отдачи является сравнительно низкая эффективность детектирования для большинства нейтральных атомов. Атомы же щелочных элементов можно детектировать с исключительно высокой эффективностью, поль- 1 ) О подробностях эксвернментвльнай метеднкн см. [661. Позднее об экейернМЕНтаХ на ДГ, Ое н ЬСс сообщили Лееру, Свншайн н Бедерсон на З.й международной конференннн по Фнзнке электронных н атомных столннозеннн 1пснсдон, 1963), измГРГниГ и ВычислГиие сгчГшсгс упругого Рдссеюзся 153 зуясь явлением поверхностной нонизацин [см.
гл. 13, э 6). Этот метод обладает некоторыми преимуществами перед методом„ описанным выше, когда наблюдения производятся с пучком рассеянных электронов. В методе отда си траектория рассеянных электронов не имеет особого значения, и, следовательно, нет необходимости пользоваться строго коллимированным электронным пучком.
Поэтому можно применять простуго электронную пушку и аксиальное магнитное поле для ограничения пучка. Проблемы, связанные с рассеянными электрическими полями, при низких энергиях играют значительно меньшую роль, так как эти поля не влигиот на траектории рассеянных нейтральных атомов.
Результаты, полученные Перелом, Инглендерем и Бедерсоиом на натрии и калии, хорошо согласуются с даннымп Броде (гл. 4, р 1, и. «а»). Литий же Броде не исследовал из-за экспериментальных трудностей, связанных с высокими температурами, необходимыми для получения достаточно плотной литиевой мишени, и из-за сильной коррозии, происходящей под действием горячих паров лития. й 2. Измерение углового распределения упруго рассеянных электронов Рамзауер и Каллат [51) одними из первых исследовали угловую зависимость упрутого рассеяния электронов.
Их «зонный» Фиг. 4.20. Зонный прибор Рамзауера н Коллата для измерения углового раснределеннн рассеянных электронов 15Ц. прибор, показанный на фиг. 4.2.1, применялся для измерения рассеяния электронов очень низких энергий па некоторых простых газах. Обгцая длина прибора' равнялась 20 см, измерения велись при давлениях в камере рассеяния порядка 10-'мм рг. Ст. ИЗМЕРГПИВ И ВЫЧИСЛГПИР СГЧЕ)ШИ УПРУГОГО РЛССГЯИИЯ 1со » 2г( и с!" Х в з з" з' гм г» лг ге ь ай й в и 2В» О бо »20 »Ла О бо МО (ЛО уга гл ггл м, гям о бо л; м в мза ма о бр »го ао бО !Ю (ВО 2 аллое(гл *ил, град Электроны из оксидиого катода входили в объем.
в котором происходили столкновения, в центре сферы, ограничиваемой изогнутыми металлическими пластинами, н угловое распределение рассеяния определялось измерением электронных токов на каждую нз 11 пластин. Прибор был цилиндрически симметричным относительно Оси электрокиого пучка, так что не требовалось сложной обработки экспериментальных данных. Прп энергиях выше тех, которые исследовались Рамзауером и Коллатом, становится значительным неупругое рассеяние, но вклад упругого рассеяния в полное рассеяние можно выделить, если воспользоваться методом задержива)ощего потенциала или хаким-либо друтим методом, чтобы искгщочить неупруго рассеянные электроны.
Ряд схем измерения рассмотрен Месси н Бархопом !). На фиг. 4.2.2 приведена составленная Месси и Бархопом сводка некоторых данных об угловых распределениях, полученных при исследованиях упругого рассеяния в 30-х годах. Аналогичные кривые, относящиеся к неупругому рассеянию, приведены в гл. б, 2 6, где даны ссылки на соответствующие эксперименты. Согласие между результатами отдельных нзме') См.
[81, стр 84. гг»г (х т!) ь г Ъ о О,гг »Обм(х () 2 О»а (х -!) Г 3 бо (ч[~ г! г(,'г) З,(»г ( и~~ 23! ((о;(!»х об(м ('г) б о ба го ом 4» н Г. 4.2.2, Сводка данных пе угловому рэснределевиго упруго рвссейнных электронов, состввленнви Меесн н Бэрхопом. Горнзо(нальимми линиями у осн орлииат наказаны нулевме уровни отсчета лля кривмх, саатвстстау(амик влектронам с различной внсргией )уназаинай ва графине). ОО исслеловаинях упругого и аетиругаго лифферс(шиального рассеянии алектранон вз атомбх аргова незвано сооошалась Портсусом на Л-й й)е»кхунаролиой коиференини оа физике ааектроинмх и томных столквоиеикй басилан, !О63). ГЛАВА 1 Раздел еееде рений, выполненных различными исследователями, обычно очень хорошее, и поэтому на фиг.
4.2.2 приводится много данных, полученных п отдельных экспериментах, а не усредненные данные измерений на различных установках. Наиболее удивительной особенностью кривых является появление максимумов и минимумов, которые возникают при дифракции электронных волн на атомах мишени. Вообще говоря, сложность кривых углового распределения возрастает с атомным номером рассеивателя. Наличие электронной пушки в приборе Рамзауера и Коллата препятствует проведению измерений при очень больших углах. Гагге [52[ сконструировал прибор, позволяющий производить Ф н г. 42.3.
Схеиа прибора Гагге 132]. измерения до !80* включительно (фиг. 4.2.3). Однородное магнитное поле, перпендикулярное плоскости рисунка, заставляет электроны, выходящие из пушки б, двигаться по круговой траектории. После рассеяния электроны будут двигаться вдоль другой круговой траектории, скажем Р15,51, в коллектор С. Каждой траектории соответствует определенный утол рассеяния. Чтобы можно было производить наблюдения при различных Углах, коллектоР и его щель От можно пеРедвигать паРаллельио 5151 при фиксированном положении О1. Очевидно, что электроны будут двигаться по указанной конечной траектории и попадать в коллектор после рассеяния в л>обой из точек Р, и Р;, угол рассеяния в обоих случаях один и тот же.
Этот факт следует принять во внимание при вычислении изменеиия рассеивающего объема в зависимости от угла. На этом приборе Гагге получил результаты, хорошо согласующиеся с данными других исследователей в тех интервалах углов, где можно было провести сравнение. На фиг. 4.2.4 приведена схема установки с пересекающимися пучками, иа которой Гилбоди, Стеббиигс и Файт [53[ исследовали угловое распределение упругого рассеяния электронов на атомах водорода. Атомный водород получался путем диссоциа.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
