1626435917-d26f9677b92985e7688f24b5e74711ce (844351), страница 29
Текст из файла (страница 29)
ции газообразного водорода в вольфрамовой печи при 2000'С. Смешанный пучок, выходящий из этой печи, проходил через камеру с дифференцпальяой откачкой, в которой он прерывался ИЗМЕРЕНИЕ 11 ВЫЧИСЛГННЕ С1>ЧГНИИ УПРУГОГО РАССЕЯНИЯ Б7 с частогой 100 г11 с помо>цыо вращающегося диска. Все заряженные частицы в пучке уводились в сторону опслоняюшими пластинами до того, как пучок попадал в высоковакуумнуто камеру, в которой он пересекался с пучком медленных электронов.
Ф нг. 42.4. Установка с пересекаю1димпся пучками, прниенянн>аяся Гнлбодн, Сгеббннгсом и Файтом [531 для исследования углового распределения электронов, упруго рассеянных атомаин еодорода Число атомов в единице объема в нейтральном пучке было порядка 10" — 10Р сл>-а. Пучок медленных электронов пересекает атомный пучок под прямым углом, н некоторые из рассеянных электронов попадают в электронный умцожитель, который служит детектором. Угол Рассеяния изменяется поворотом электронной пушки В плоскости, перпендикулярной к плоскости рисунка и к атомному пучку. Уаким образом, рассеивающий объем определяется плошадью ггарепрссг~Иге И ВЫЧИСЛЮШР СРЧГг~нгт УПРУГОГО Раоовяцня 159 15о ГЛДВХ 4 Основной трудностью в этом эксперименте был большой фон шумов. При больших углах рассеяния шум создается электронами, рассеянными газовым «фоном», а при малых углах недостаточно хорошо сфокусцрованные элегстроны, выходящие из чо бо эо ша 12гг Угол рассеяния, град Ф к г.
4.2.6. Дифференциальное сечение упругого рассеяния электронов иа атомах водорода при четырех аиачениях энергии падающих электронов. Кружкен уклеены вкспериисневлвные ленные Гнлболи, Сееббннгсв и Фвйсв ~бай Сслош- пып» крпвынн левы внееенип, еы «с» пш" Бурке н Ше *н ~49,491. пушки, непосредственно попадают в умножитель. Этот эффект препятствует проведению измерений прн углах рассеяния, меньших 30'. Чтобы помешать вылету рассеянных электронов, пушку надо тщательно экранировать.
Все металлические поверхности, на которые могут попадать медленные электроны, покрыты золотом или прогреваются, чтобы всклюшггь возьтоггсность обра- сечения атомного пучка, диаметр которого равен 9 мм, и остается постоянным для всех углов рассеяния.
Диафрагма, распологкенная перед умногкителем, выделяет интервал утлов, равный 10". Сигнал переменного тока от умножителя усиливается и подается на фазочувствительный детектор, опорным сигналом которого служит выходное напряжение фотоэлемента, отделенного от осветителя диском прсрывателя. Выпрямленный выходной сигнал детектора проверяется па правильность фазировки по осциллографу', интегрируется и подается на самописец, сс а2 о ь а а ь ! е х Ф н г.
4.2.5. Сравнение результатов, полученных Гнлбодгч Стеббингсом и Файтом для упругого рассеяния электронов на молекулах водорода, с данных~и Рамзауера и Коллата. г--лвнные Рвыввуерв н Коллвте, г — лишне Гилболн, Сееббншсв н Фвйев леп ввергни 9,4 не; у — Ленные тех же евеорое ллп ввергни З,а ев. Постоянный ток медленных электронов (-0,5 мка) регистрируется с помощью небольшого собирающего колпачка, распо. ложенного напротив пушки и поворачивающегося вместе с ней. Энергия электронов определяется по изменению тока на этот колпачок при изменении задерживающего потенциала. Трудности фокусировки электронного пучка в присутствии рассеянного магнитного поля с частотой 60 гц (от печи) не позволяют производить измерения при энергиях, меныпих приблизительно 3,8 эв. Вторая электронная пушка, расположенная внизу, ионизпрует некоторую часть выходящего нз печи пу.чка, что гюзволяет производить анализ состава пучка в масс-спектрометре.
Оказалось, что единственной значительной примесью в пучке является молекулярный водород. С помощью масс-спектрометра было найдено, что диссоциация происходит обычно на 90% . ь Ц ь е 6 ьо пг зо оо эо уво йуо гво Угол рассеяния град !ГзмеГепие я и!!чнсле1п!е сГ1енцп упгтГО1а глссГяння 16! зования поверхностных пленок и влияние контактных потенциалов. Всюду применялись только немагнитные материалы.
Предварительные измерения были выполнены с молекулярным водородом, и угловые распределения наблюдаемого рассеяния сравнивались с угловыми распределениями, полученными Рамзауером и Коллатом [51). Было получено хорошее согласие, как это видно из фиг.
4.2,5. Отношение сечений атомного и молекулярного рассеяния было получено путем сравнения рассеянного сигнала от сильно диссоциированного пучка, соответствую. щего высокой температуре печи, с сигналом, полученным ат того же потока газа, когда печь находилась при комнатной температуре. Дифференциальные сечения рассеяния, полученные экспериментально для атомного водорода, приведены на фнг. 4.2.6 для четырех различных энергий электронов, Эти сечения„показанные на графике точками, были получены нормализацией к абсолютным данным Рамзауера и Коллата для молекулярного водорода [5!). Значения, вычисленные Бурке и Шеем [48, 49) в приближениях сильной связи (з — 2з — - 2д, показаны ца фиг.
4.2.6 сплошными линиями. й 3. Вычисление электронных сечений переноса импульса по данным о дифференциальном сечении рассеяния Сечение переноса импульса 110 определяется через дифференциальное сечение упругого рассеяния в системе центра масс б ег 0 Ю 20Э0«05000 0 !О 20 304050 00 Э! «р1ил в'.и!тв~в ..в б сй н г. 4.3.!. Сравнение сечений переноса импульса да с яолнымн сеченилмя етолинонения Ем 1,(6)т(с),!и и через угол рассеяния 0 в системе центра масс по формуле (! .6.1) !10 . ~ (1 — сох О) 7,(0) тИ, „. В сооптетствии с эм1м сечение переноса импульса для электронов в данном газе можно легко найти по данным измерений дифференциального сечения упругого рассеяния. На фиг.
4.3.1 показаны результаты, полученные Месси и Барханом ') для электронов в гелии, неоне н аргоне. Как с очевидностью следует из (1.6,!), 120 значительно отличается от полного сечении столкновения !д толы<о тогда, когда рассею!ие сконцентрировано в прямом или обратном направлении. При низких энергиях зти два сечения для электронов почти одинаковы. й 4. Вычисление сечений упругого рассеяния электронов Борновское приближение не всегда пригодно для вычислений упругого рассеянии электронов в интересую1цем нас интервале энергий [54), и вь1числепие следует производить более трудоемким методом парциальных волн.
Первые вычисления такого типа были выполнены Хольцмарком [55), который исследовал рассеяние медленных электронов в аргоце и получил очень хорошее согласие с экспериментом. Хольцмарк воспользовался потенциалом Харгри [616) с эмпирической паляризационной поправкой и определил фазовые сдвиги путем численного интегрнровашкя дифферснпиальных уравнений.
Поляризационная поправка учить!вает возмутцение поля атома падаю1цпм электроном и вводит добаво пюе притяжение между электроном и атомом-мишенью. Эта поправка оказалась необходимой для детального объяснения эффекта Рамзауера — Таунсенда, о котором мы говорили в з 1 настоящей главы. Из следующих качественных соображений видно, почему можно ожидать, что эффект Рамзауера — Таунсенда будет иметь место для более тяжелых инертных газов. Вследствие компактной структуры атома инертного газа сила, с которой он действует па приближающийся электрон, близкодействующая и велика при малых г. Следовательно, потенциальное поле можно приближенно представить как глубокую, узкую потенциальную яму, подобную приведенной на фиг. 3.!5.2. Для электронов с очень низкой энергией радиус потенциальной ямы мал по сравнению с длиной волны электрона и только з-рассеяние внос!и значительный вклад в полное рассеяние.
При некоторых энергиях бомбардиру!ощих частиц э-функция падающего электрона может бьмь «затянута» потенциалом притяжения до такой сте. пепи, что в результате получится фазовый сдвиг, кратный целому числу и. Тогда, согласно (3.1534), вклад э-волны всечение '! Св!. (К1, етр !5. 1! Н мвмпввиелв 5 Ю Снорость элентронов, Зв Кс !О 80 О ! 2 3 4 5 б Скорость электронов, зв ос и ьо 0 5 Ю Снорост элентраноо, эв оз в !000 О ! 2 3 4 5 б Снороеть элене;ронов, зв 'сс б 0 ! 2 3 4 5,, б Снорость элентронов, эв Ов рс О ! 2 3 4 5 Скорость злентронов, эв'тс 2 0 5 ГО Скорость элентронов, во сса д 0 5 Ю !5 Снороопь Электро нов, звщ 5 Фи г, 4.4.1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
