1626435917-d26f9677b92985e7688f24b5e74711ce (844351), страница 46
Текст из файла (страница 46)
[291. водорода в состоянии 25 порядка 10 з сек (133), за время их движещгн в область гашения спонтанно распадается лишь малая доля таких метастабильных состоящш. Искомое отношение сечений находится путем сравнения показаний счетчика в случае прямого возбуждения и н случае гашения метастабпльных состояний. Способ вычисления абсолютных сечений по этому отношению и друп>м данным о возбуждении рассматривается Файтом (б) и Бурке и Смитом (!О, 1!). Некоторые из результатов, появившихся в оригинальных публикациях, были исправлены, чтобы надлежащим образом учесть угловое распределение и поляризашпо испущепного излучения.
Сначала предполагалось (Стеббингс н др.), что индуцированное гасящим полем излучение иа ! ООо~ полярпзовапо параллельно электрическому полю глава б ионизлция и возвуждгииг. элгктго1и1ым ударом 247 и имеет угловое распределение излуча1ощего электрическогсл диполя, ось которого ориенп1рована параллельно гасящему полю. Но, как позднее показал Лихтеп (134), излучение совершенно не поляризовапо, а его угловое распределение изотропно. б. Метод регистрации вторичных электронов в исследованиях возбуждения метастабильных состояний. В 1942 г. Доррестейи (135) опубликовал данные о сечениях возбуждения мета- стабильных состояний гелия и пеона. Его метод состоял в том, что метастабильные атомы регистрировались благодаря их способности выбивать вторичные электроны с 1бегалл1И1сской поверхности, работа выхода которой ниже энергии возоуждения к л'сис:ргмвнрр м Ы Установка для изучении возбужденна метастабвльпыл об.ьектов 1!35!.
З Установил имеется элентронван птыаа с валерыивыоиаей рыпастыо пыенциалов н Лстен- тор вторичных элеатронои лля регистрации метастабильиыа атолсов. Ф к г. 5.9.2 метастабильного состояния. Совсем недавно усовершенствованный вариант такого же метода был применен 11!ульцем и Фоксом (136) в требующих высокого разрешения опытах по возбуждению вблизи порога метастабильных уровней в гелин. На фиг. 5.9.2 схематически показан использовавшийся этими авторами вакуумный прибор для изучения возбуждения. Электроны эмиттируются вольфрамовым катгадом Р, ускоряаотся по пути в камеру столкновений С и собираются на электрод Е Разброс энергии в пуаке уменьшался примерно до О,! зп мего,том задерживающей разности потенциалов (см. э" 5, п.
«а», настоящей главы). Для этой цели в электронной пушке предусмотрены электроды Рь Рз и Р, Дефокусировка пучка задерживаю1цим полем предупреждается акснальным магнитш1м полем иапряжешюстью около 100 э. Камера столкновений, содержащая газмишень прн давлении 10-4 — 10-л лсм рг. гт., окружена двумя концентрическими сетками 6, и Сз с прозрачностью 90б1б. Диаметр этих сеток составляет 6,3 и 8,4 мл1. Коаксиальньш с нийш сплошной цилиндр т)4 служит детекторол1 метастабнльиых атомов, образующихся при столкновениях с электронами в камере столкновений.
Для уменьшения контактных разностей потенциалов все детали вакуумного прибора покрыты золотом, как и во всех установках, описываемых и данном параграфе. Возникающие яа осн камеры С метастабпльные атомы выходят пз камеры столкновений с тепловыми скоростямн, нбо нх средний свободный пробег больше размеров трубки. Часть таких атомов достигает пилш1лра М, где онп выбпва1от вторичные электроны '), которые затем ускоряются к сетке Стз разностью потенциалов около 15 в. Через сопротивление 10'б ом коллектор М соединен с виброэлектрометром. Измеренный с помощью электрометра ток вторичных электроиои дает меру числа мета- стабильных ионов, попадающих на коллектор. Экспериментальные даштые представляют собой разности тока вторичных электронов, измеряемо1о при изменении задерживающего потенциала на электроде Рт относительно катода. 111ульц и Фокс получили абсол1отные сечения возбуждения, а также очень хорошо разрешенные кривые относительных сечений возбуждения, пользуясь установленной Стеббингсом величиной 0,29для коэффициента вторичной электронной эмиссии из позолоче1шой поверхности, бомбардируелюй иетастабильнымн атомами гелия (137).
Их результаты представлень1 в ч !О, и. «6», настоящей главы. в. Метод электронной ловушки Шульца. Очень важный новый метод изучения неупругих электронных столкновений был разработан Шульцем (!38, 139). Этот метод состоит в улавливании иеупруго рассеянных электронов низких энергий в электростатической потенциальной яме с последу1ощей регистрацией их с высокой эффективностью. На фиг. 5.9.3,а представлена упрощенная схема прибора Шульца По коне.грукции он такой же, как и прибор Шульца и Фокса (!36), описанный выше.
Отличие а том, что на электроды, окружающие камеру столкновений, подаются другие потенциалы и применяется другой режим работы. Катод Р эмиттирует электроны, которые проходят через пушку с задерживающей разностью потенциалов (па фиг. 5.9.3 показан только задерживающий электрод Р,) в камеру столкновений С, в затем и коллектор Е. Лксиальное магнитное поле обеспечивает стягивание пучка.
Объем, в котором происходят столкновения, окружен двумя цилиндрическими сетками (иа схеме показана только одна пз них). Эти сетки, а также входная и выходная '! Вторичные электроны могли бы выбиваться вз л4 и обычиыми возбуждекпыми атомамп, если бы спи могли попадать на летектор до своей дезактивации; во ил малов время жлзаи отаосаиельпо сповтавкого высвечявапия исклю 1ает такую возможность.
ГЛАВА б пластины находятся под одним потенциалом. Сетка окружена, в свою очередь, хорошо изолированным цилиндрическим коллектором М. Когда иа М подается положительное напряжение относительно сетки 6, создаваемое им поле частично провисает в камеру столкновений 6 (сетки изготовлены из проволочек Гпл Элен гграонаи лаоуи ки Гик г'пуско е в а г. Е а Ф и г.
5.9,3. Схема прибора Шульца с электронной ловугнкой ллн нзуноннп процессов влсктрагшых столкновегнгй. о в вакуумная трубка, б -распрелеленне псгснпнал вдоль ее асн, РА — ускарнююее напряженке, Н' -глубнна погснпнельнай нмм. Кннсгнчсская энергия влеаграяан пучка равна (ил+ Кг), когда анп нахалкгся в камере сгалкнавсннй. Тс элскгрснм, кагармс теРяют прн гчолкновенвн ввергаю, превмюаюгпу~а ил, нс могут нпйнн на пагенпнальвой ямм н саб»- ргюгс» на кслленгар Л. диаметром 0,005 мм, отстоящих друг от друга на 0,097 л~м). Потенциал на оси вакуумной трубки по порядку величины составляет 0,5 оуй разности потенциалов между М и 6.
Разность потенциалов на осв трубки и на электродах камеры столкновений (сетках и торцовых пластинах) равна глубине потенциальной ямы )р'. На фиг. 5.9.3, б показано распределение потенциала вдоль оси трубки в случае, когда потенциалы коллектора электронов и электродов камеры столкновений одинаковы и равны нулю. На электрод Рй подается отрицательный потенциал Гл относительно 6, гак как электроны должны ускоряться до своей ко- ИОИИЗАЦИЯ И ВОЗШОКДШИГЕ ЭЛГКтРОИПЫМ ьДАГОМ 249 нечпои эпершш между Ру и входной пластиной, соединенной с 6. Двойной горизонтальной лшшей на фиг. 5.9.3,6 показана энергия (рл+(р') электронно~о пучка в камере столкновений„а идущей от нее всрппп.лько вппз стрелкой — потери энергии при неупругом столкновении.
Хотя разорос электронов по энергиям в пучке, поступающем в камеру столкновений, составляет всего лишь около О,( эз, но несколько увели швастся из-за непрямоугольной формы пготенциальной ямы, Тем пе менее разрешающая способность аппаратурйй выше 0,2 эа. Лвижущийся в пучке электрон может испытать неупругое рассеяние и потерять при этом часть эперюйи — сп )'л до )гл+)р'; если его остзто шая энергия меньше глубины ямы )рг, то при своем аксиальном движении оп будет захвачен этой ямой. Оп пе сможет попасть на электроды камеры столкновений и будет поэтому осциллировать в яме до тех пор, пока после многократных столкновений не попадет нз коллектор М.
При фиксированной глубине ямы можно проследим функции возбуждения в интервале от порога возбуждения и до ()гх+ (рг), меняя УскоРЯющее иапРЯженпе )'л. Когда эиеРгиЯ Равна ()гл+ (Р), функция искусственно обрезается пз-за того, что испытавшие не- упругое рассеяние электроны Оказываются вьипе верхней границы ямы и потому не захватываготся ею. Ток электронов лову~ниц равен сумме токов, обусловленных возбуждением на все уровни между рл и (рл+)(и); достаточно четкая индикация возбуждейшсшо состояния мишени обеспечивается лишь вблизи порога при возбуждения низшего возбужденного уровня. Можно также, наоборот, фиксировать ул на уровне ниже первого потенциала возбуждения, но изменять глубкиу ямы.
Такой способ прсдпочтнтелыюе, поскОльку прн этОм ис Г!рОисхогнгт искусственного обрезания функции возбуждения, а иеупруго рассеянные электроны собираются при всех энергиях. Выше порога иоппзапип он позволяет непосредственно измерять сечение (г)„+2г)'), где дк -- сечение возбуяйдеиия, а д' — сечение однократной ионизации. (Здесь предполагается, что многократная ионизация отсутствует.) Описанный нами прибор с электронной ловушкой был первой моделью, которой пользовался Шульц (138, 139). За ией по.
следовала другая, усовершенствованная (140) модель, в некоторых отношениях существенно отличающаяся от первоначальной, Так, длина камеры столкновенпй увеличилась с )9 до 152 лйл, что улуч|пило однородность потенциальиоп ямы, а применяв~пийся в первой установке магнит от магиетропа был заменен соленоидом, обеспечиваюп им переменное и более однородное поле в пределах от 300 дс )000 э. Двойная сетка 6 была заменена одной сеткой с гораздо болыпей прозрачностью, что 250 глзах з позволило менять глубину ямы вплоть до 4 В. (В первоначальной установке максимальная возможная глубина ямы составляла около 0,2 В,) Следуюцше усовершенствование состояло в том, что электроннь!й коллектор М был покрыл платиновой чернью для снижения вторичной электронной эмиссии.
(Для подавления вторичных электронов на коллекторе, как правило, поддерживается положительный потенциал в несколько вольт Относительно камеры столкновений.) Шульц (14) описал также Элок«"ро««са ен~лярнэ« оучсн каолек!лор Ф и г. 5404. Схема двойного электростатического анализатора Шульца.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
