1626435917-d26f9677b92985e7688f24b5e74711ce (844351), страница 40
Текст из файла (страница 40)
Кроме того, прп высоких энергиях экспериментальные сечения изменяются в соответствии с предсказаниями борновского приближения, т, е. в двойном логарифмическом масштабе кривые сечения оказываются почти прямыми линиями. О результатах сопоставления данных для электронов и для протонов говорится далее в гл. 6, э!5. ') Рвботз 1281 рзссл1зтривгется в гл.
б, й 7, та ба да .ч за ',~ 7а иОнизАция и ВОВБуждение электронным улАРОИ 211 Энергия иолетиютиегп злеитрпиа, 36 а об гаа гба гаа зоо баа ваа ваа О ПРОТОННОЙ ИОНИЗе1НИИ ОТСУТСТВУГОТ. ВЕЛИЧИНВ Г', 'таина '!ИСЛ т положительных за я, б арядов, образованных одним первичным элекравна числу троном„ на п тп у в 1 см в газе, давление которого равно 1 АГА! рт. ст., а температура равна 0'С, т. е. ее можно рассматривать как кажущееся макроскопическое сечение ион , а - ионизаннп при давлшощем большинстве столкновений образуются однозарядные ионы, но при более высоких энергчГих возникает заметное число и многозарядных ионов, причем ббльшая часть электро- ИОВ нсп) скается Внешними Оболочками. В 1939 г.
Ноттпнгем (33) Опубликовал дополнительные сведения об ионизапии (и возбуждеьп!и) ртути от порога и до 10 6,6 005 663 ОЮ 015 020 030 Оло 660 066 lо ~2 15 Энергия нолептоюо!его про по ю мэв 6,6 66. 603 016 0,15 020 030 ОЧО 066 6„ Энергия яалептоюнГего плотное а, Мзв Ф н г. 3.3ть Эк Экспериментальзые значения калгутцнхся сечений ионизации молекулярного кислорода нря бомбардировке протонами н влщнронамн с одинаковыми скоростямн, à — дыыые работы !2Щ; 2 — денные рабаты !13!; 3 — денные ребеты 132!. давлении 1 лГл! рт.
Ст. Сечение ионпзацни (в см') связано с ве- роятностно иопизапии соотношением Фиг. 3.330. Экспериментальные знзчения кажущихся сечений нонизацни окиси углерода ири бомбзрдпроисе протокаыи н влектронами с одинаковыми скоростяыи. 1-денные ребеты !23!; 2 — денные ребеты 1131; 3 — денные работы !32!, 100 зв. Его опыты относятся к наилучшим работам того времени. Ноттингем пользовался магнитным анализатором для отбора пз широкого теплового распределешш электронов по энергиям узкого интервала, что позволило ему добиться значительно более высокой моноэнергетичпостп пучка, чем это удавалось ранее. (Разброс, электронов пучка по энергии не дает возможности получить точные результаты при энерпгях вблизи порога.) Работы, выполненные позднее с высоким разрешением, указываются в % 5 настоящей главы. !11=0,283 10 юузм Все эти кривые ионизаппи имеют типичный впд: опи круто возрастшот от нуля у порога, проходят через максимум прп энергии, в несколько раз превышающей пороговую величину, и затем медленно спадают при более высоких энергиях.
г 11а фиг. 6.3.!2 -5.3.1б представлены данные о вероятности образования определенных типов ионов. Легко видеть, что в по- 5,6 ч б,о ОЭО "- 1,5 Энергол налеюоющего зленюрана эв 56 75 100 Ю6 206 300 200 606 606 7,6 6,0 5,0 й 4,0 % '3,0 в 20 ,- 1,5 ИОНИЗАЦИЯ И ВОЗВУЖДПГИЕ ЭЛЕКТРОНН1тГЯ УДАРОМ 213 Энергия налегпатоо!его зленюрояа, зв 75 ЮО 156 200 360 406 660 360 214 глава в Го !00 300 300 Энерлыя зяекетроное, зе Фиг. 5.3.13.
Число ионов Не', Нить, !!бац Нд'к и 1!дав, созлаваеммх олиим алеятрояом иа пути 1 см при 1 мм рт. сеь и О" С [13[, Шкала сечения вовнаацнн накалена с праной стороны графнкы Любопытно отметить, что многие работы последнего времени по исследованию ионизации молекул электронами были выполнены на заводских масс-спектрометрах.
Лампе, Франклин 300 450 600 730 Энерлыя злекгпреное, зе Фиг. 5.3.11. Вероятность иоиизацяи Ха, СО, Оя ХО, Нт и С,На [13[. По осв орхннлт отложена чвсло ппложвтсльных аералоо, соллавееыых охнем алсктроном не гутн 1 ем прн т мм рлт. гт. н 0' С. и Филд [32|„например, пользовались масс-спектрометром фирмы «[Гонсолиде!!тед электродайнемикс» (модель 21-6201, в котором применяротся скрещенные электрическое н магнитное поля и ионы движутся по цнклоидальным траекториям. Эти в Рг в Фиг 5312 Вероятность иоиизации аргона [31[ 10О 200 ЭО0 400 Энергия злекятряна, зе 217 гллвл иопнзлцня и возвхжденне электРОнньж! РдлРОм о юо | го зоо оо зоо энергия э»е,е!рока,зе Ф и г. 5.3.14.
Вероятность нонизачнн окиси азата 14О 125!. значения сечений при фик- (75 эв) и вычислили абсоданные для аргона с абсодо нпх другими исследона- авторы измерили относительные сированпой энергии электронов лютные значения, сравнивая своп лютпыми сечениями, измеренными гелями. В 4. Исследование ионизации нестабильных мишеней при электронном ударе: опыты с пересека|ощнмися пучками а. Аппаратура.
Точное изучение ионизацип химически неустойчивых структур стало возможным благодаря успехам в вакуумной технике, электронике и технологии изготовления электронных умножителей. Измерения поггобпых систем проводятся, как правило, методом пересека|ощихся пучков, о котором говорилось уже в гл. 4, $ 1, п. «д». Первый эксперимент тако!.о рода был, по-видимому, поставлен Функом 1341 в 1930 г., изучавшим ионпзацпю патрии и калия при электронном ударе.
Идея Функа состояла в том, чтобы обеспечить пересечение пемодулированного пучка атомов, идущих нз печки, с немодулированным пучком электровоз, а образующиеся при этом ионы улавливать цилиндром Фарадея, ь котором конденсируется и атомный пучок.
Но результаты Функа были не точны, поскольку фон ионов остаточного газа был одного порядка с интенсивностью ионов пучка. Упомянутые же выше усовершенствования аппаратуры и разработанный позд- пес метод модул!шип пучка дают возможность в настоящее время получать надежные данные. Благодаря достигаемым теперь более низким предельным давления»! уменьшается фон остаточного газа, а модуляция пучка позволяет отделять полезный сигнал от фонового, ибо первый из п|х появляется на ча. стоге модуляции и в определенной фазе опюсптельпо сип|ала прерывателя. Возможность применения метода модулирова|шых пересекающихся пучков при измерении иоппзации была продемонстрирована Бойдом и Грином (35], выполнившими опыты с Не и Н, и получившими резульз.аты, согласующиеся с данпымп измерений Тейта и Смита 113, 141, проведенных па установке с одним пучком. Первые сведения о нестабильных системах были опубликованы Файтом и Брэкмапом, изучавшими столкновения электронов с атомарных|и водородом(36) и кислородом(371 Примерно в то же самое время Бойд и Боксенберг (381 сообщили об измерениях на атомарном водороде.
Совсем недавно те же самые газы были исследованы Роте и др.,'39) при энергиях электронов от 100 до 750 эв для Н и от 100 до 500 эв для О. Их методика подобна уже описанной в гл.4, ~ 1, п. «д», в связи с экспериментами (40) по упругому рассеянию, выполненными в той же лаборатории. Установка для ионизациониых исследований отличается от показанной на фиг. 4.1.8 тем, что нпзкоэнергетическая рассеивающая пушка заменена иоипзатором, основанным на электронном ударе. Число ионов, образующихся в области пересечении немодулироваиного электронного пучка с модулированным молекулярным, сравиивалось с числом попов, образующихся и том слу |ае, когда нейтральный пучок части шо диссоцппровап (степень дпссоциации измерялась масс-спектрометром).
Из этих данных можно получить отношения кажуп|ихся атомных и молекулярных сечений ионизацпи. Абсолютные значения атомных сечений находятся умножшшем этих отношений на молекулярные сечения ионизацин, измеренные Тейтом и Смитом (131. В той же лаборатории были, кроме того, выполнены измерения кажущегося сечения ионизацпн атомарного азота приэлекропном ударе в области энергий 25 — 750 эв [4!!. Поскольку молекулы азота |рудно днссоцииру|от, В 1 разрядный источник, служивший для получения атомарных водорода и кислорода в предыдущих экспериментах, был заменен импульсным дуговым разрядником, который давал пучок с 20о|й диссоциированных мелек)«7! азота.
На фиг. 5.4.! показан усовершенствованный ионпзатор„разработанньш для опытов с азотом. В этом ионизаторе сечение электронного пучка имеет вид ленты, что позволяет пр опускать через нейтральный пучок большой ток первичных глава э иеил~раллг ьм прион гелцэ Огтражаттга элгитроиов ~, ~а~е- д|ы катает 1У,/г- Уе| Коллеггггр элена ранов ГУ,дгг е /гэа> 1УУг - |;+ Ве| оз . У, /21 У=В к аредусилигаелю Ф Н Г, «д.4.1. Маииэатар, ВрИМЕНННШНйен Прн ИэуЧЕНИИ Наииэацпа. атаыариата азата электронным уларам (411. |'аллаеры даны в инллниетрад поле пе дает также возможности электронам, обусловленньы рассеянием или актами ионизации, попадать на коллектор ионов.
Утечка электронов из области электронного кол.лектора предупреждается действием магнитного поля и подбором потенциалов па коллекторе и отражательном электроде, Злектронпый и нейтральный пучки пересекаются друг с другом между 6з и 6,, а образующиеся при этом ионы собиракпся па коллектор, который находится под потенпиалом Ут (обычно около 30 в).
Измерения проводятся в режиме насыщения, чем обеспечивается собирание всех ионов, включая и ионы более высоких энергий, вознпкнощпе при диссоциативпой ионизации. Бале, собира|ощее ионы, вызывает лишь незначительный разброс энергии электронов — менее 3 зз при собирающем потенциале 30 а. Высота нейтрального пучка достаточно велика, чтобы перехватывать весь электронный пучок. На аналогичной установке Бринк (42) нз Радиационной лаооратории Лоуренса измерил относительные сечения ионизация частиц. Злектроны эмиттпруются длинным скопиным катоцоэ| и выходят через шелеву|о диафрагму 6ь которая поддерживается под фиксированным поточи|палом отпос|ггельпо катода.
Ускорение ло нужной конечной энерп|и происходит между щелями 6| и 6,. Ток электронного пучка в опытах составлял около 1ОО мха. Пучок стягивался мап|нтным полем (около 400 з), параллельным его оси, что позволило исключить сколько. нибудь ~~м~тный ток элшст1|онов па Вм бз и ва колле|стоР ионов. Зто ионизация и иозвужл|зп|е электронным эллиот 21О В н 1 Ьео1г эе-- 1 2 (аэ+ |г ) (5 4 1) 3 В и л' --тока ионов Не' и электронов, проходящих через область взаимодействия В; Вы — ток ионов Не ', образовавшихся при электронном ударе„ е — заряд электрона, а о и ') На этой установке были получены также сечсе|ин нонизацни Ме' и 14' электронным утзрам (см (43 4Ц1) лития, натрия и калия при бомбардировке электронами с энергиями от перо~оной и ло 500 зв.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
