1626435917-d26f9677b92985e7688f24b5e74711ce (844351), страница 47
Текст из файла (страница 47)
Электроны оыходат лз катола, отклонямтс«« ннлнилрнчесннми се«канн 4А я 4В !радиусами 1,0 я 1,бсм), но««алано н камеру столкноаелнв б и ааалнзнру«атсл путем нзмснсаня лзорлженйя между электро«амн б н 3; зь бь Зэ В, н Ю вЂ” эараиы «ля улаалнааала о«сторонних элес«ро нов; 4С н то -эерхняа н нлжнян сетки. Тнггмиые рабом е нанрзженна между эл« кгролаию тааоаы: !4Л вЂ” 4В) == 1 з а; !тд — та) = 1 з с; 1«этол — б) = 1 4 а; !катод — б ): —. зв а! 1натсд — б«) = =.!катод-бз)=.зоа.
ЭлсктРоннын коллскп«Р заземлен. РазмеРм всех желен Нбк4лл. несколько новых сложных методов регистрации данных в исследованиях с электронной ловушкой. Метод электронной ловушки применялся в ряде исследований электронных и колебательных возбуждений (см, 9 10 настоящей главы) и образования отрицательных ионов (см. гл. 8, 3 7) .
г. Двойной электростатический анализатор Шульца. Недавно 1!!ульц сконструировал двойной электростатический анализатор (142) для изучения колебательного возбуждения молекул электронным ударом. Показанный на фиг. 8.9.4 прибор состоит нз двух одинаковых !27-градусных электростатических анализаторов, разделенных камерой столкновений, в которой пучок электронов пересекается с немодулированным молекулярным пучком.
гхнализаторы аналогичны описанному Марметом и Кервнном (89) н содержат в себе много усовершенствований, введенных за последние несколько лет. Торированный ирндневый ионизхш4я и возгуждн!ие электрон)!ыл1 удлром 251 катод эмиттирует электроны, которые попадают в первый анализатор, где они отклоняются цилиндрическими сетками 4А и 4)т и фокусируются на выходной щели. Прп этом электроны с энергией, отличной от требуемой собираются на «поглощающий экран» О! и, таким образом, в камеру столкновений б поступает почти моноэпергетическии пучок электронов; камера состоит пз концептрнчных цилиндрической сетки и кольцевого коллектора ионсяь С электронным пучком пересекается пучок молекуч, выходящий из тонкой пебольпн1й трубки (диаметром 3 млг), расположенной вблизи цилиндрической сетки ').
Энергетическое распределение электронов, рассея)шых в прямом направлекнп, анализируется вторым анализатором, на выходе которого установлен хороню изолированный и экранированный коллектор, Электронный ток на этом коллекторе измеряется виброэлектрометром. Анализаторы одинаковы, если не считать дополнительного электРода Оз, Установленного во втоРом из них для сбора электронов первичного пучка прн настройке второго анализатора на измерение потерь )нергнн. Ближайшие к пучку электронов детали вакуумной установки позолочены, а поглошающие экраны и коллектор электронов покрыты платиновой чернью для уменьшения эмиссии вторичных электронов. Эта установка обеспечивает чрезвычайно высокое энергетическое разрешение: полуширнна энергетического разброса электронов, проходящих через один из анализаторов, составляет примерно 0,06 эв'). Ускоряющее напряжение между двумя 127-градусными сегментамн можно плавно регулировать с помощью многооборотного потенцнометра, приводимого в движение электродвигателем, и обычный координатный самописец регистрирует зависимость тока коллектора от ускоряющего напряжения.
В экспериментах с изотом (142) наблюдались электронные пики (отвечающие дискретному характеру потерь энергии прн возбуждсяии колебательнь!х уровней), которые соответствуют значениям о вплоть до 8 (О -- колебательное квантовое число). Подобный двойной электростатический анализатор дает энергетическую зависимость сечения возбуждения любого разрешенного аппаратурой уровня, а также оценку величины отношения сечений возбуждешш и упругого рассеяния.
Но ') Использовалась мн"окоаакуумная система с цологревом трубки до 320' С, так 'гго остигалось остаточное давление 10-' лш рг. сг. Эффективное давление в молекулярном пучке примерно в 100 раз вьнпе фононого, благодаря чему нс требовалась модуляция н)чка. ') Ка 3-й Международной конференции по физике электронаых и атом. иых столкновений (Лоидо)Ь 1063) Сиз!пеон дал оинсмшс элок«ростатического анализатора с эцергстическим гаарец)синем примерно такой же величины.
252 ГЛАВА З 05 1 Цб й !. д о а и о и ~ 03 мл 02 0! 20 2! энергия эле«г ропп, эо чувствительность его мала (примерно и !О ' раа ниже, чем в устройстве с электронной ловушкой), поскольку во второй ана- лизатор попадает люсь малан доля электронов. 10. Обзор новейших экспериментов по возбуждению атомов и молекул В данном параграфе описываются некоторые эксперименты, выполненные за последние несколько лет. Ссылки на соответствующие теоретические работы можно найти в обсуждаемых здесь статьях.
0 !О 20 30 40 00 30 !00 200 500 400500 !000 диеддия элеклгрпиа,эп Ф и г. 5.10.1. Сечения возбуждения электронным ударом метастабильного состояния 25 из основного состояння атомарного волорода. Крнааа 1 — а«спсрнмеатальамс дданмс Стеббннгса н лр. [122[; криаал П-акспернмснталм нме данине Ликтена и П!ульпа [!За[. Теоретнеедкне «ридже амансленм следу~джани методами; А — борноаское приближение,  — аторое борноаское приближение, Π— приближение сильвой седан 1Э вЂ” 2Э, 0 — приближение 1Э вЂ” 2З вЂ” 2Р. а. Электронное воабуждеиие атомарного водорода.
Е!а фиг. 6.10.1 представлены кривые сечения образования метастабильных атомов в состоянии 25 из атомарного водорода в основном состоянии, бомбардируемого электронами. График заимствован иастатьи Бурке п Смита (10), посвященной расчетам, в результате которых были получены теоретические кривые, а также способам нормировки данных. Экспериментальные кривые, полученные Стеббингсом и др. (!30) и Лихтеном и Шульцем (13!), очень хорошо согласуются между собой по общему виду и плохо — по абсолютным значениям. Поэтому вопрос нормиров ки приобретает исключительную важность. Лихтен и Шульц нормировали свои результаты к расчетной величине, полученной в борновском приближении для 46 за (верхний предел исследо- иОнизАция и возиухсдпр!ие злектРОнным удАРОм 253 вавшейся ими области зперп!й), но справедливость нормировки при такой низкой энергии не бесспорна.
По мнению же Бурке и Смита (10), не ясно„каким образом теорию можно согласовать с эксперимеитальныйи[ данными Стеббингса, Этот вопрос рассматривается также Файтом (6). б. Электронное возбуждение атомов инертных газов '). Шульц и Фокс (136) исследовали возбуждение гелия по вторичным электронам, В работе (140) Шульц пользовался для той же цели ф и г, 5,10,2, Функция возбуждения гелия электронным ударом вблвзк порога (1301. ! — дм1име, полуасинме методом электронной лоаужки [ори глубине потеикнальной имм, раиной 2,б а[; 2 в данные, полуненнмс путем реглстрагми аторипнмх алентронон.
методом электронной ловушки. Результаты этих экспериментов приведены на фиг. 6.10,2, причем оба набора данных нормнровань! к единице в пике, соответствующем возбуждению мета- стабильного состояния 2'Я. Стрелками показаны оптические значения зцергий возбуждения низших уровней.
Данные, полученные с злектрошюй ловушкой, обнаруживают меньшую глубину '! Из последних рабо~ по электронному возбужден!по атомов инертных газов можно указать статьи 1[43, [441. См. также статьи, прелсгавлеш!ые 54акфарланлом, Джоном и динам, а также Хеддлом и [сипи!!гом на 3-й 54еждународной конференции по физике электронных и атомных столкновений (Лонлов, 1953). ГЛАВА а впадины в окрестности второго метастабильного уровня при энергии 20,6 ээ, что связано с ббльшим энергетическим разбросом электронного пучка после того, как он войдет в потенциальну>о яму не прямоугольной формы. Предполагается, что расхождение выше 21,2 эв связано с возбуждением резонансного уровня 2'Р, который не может регистрироваться по вторичным электронам.
Правда, в наблюдаемый выход метастабильных атомов будут давать вклад фотоэлектроны, выбиваемые фотонами достаточно болщной энерпш, которые нспускаются в результате перехода 2'Р— !'5, хотя применявшаяся при регистрации золотая поверхность не соответствует фотонам, излучаемым в переходе 2ЗР 2З5. В эксперименте с электронной ловушкой возбуждение в оба Р-состояния регистрируется с такой же эффективностью, как и возбуждение метастабильных уровней. [([ульц и Фокс [!36] получилн для абсолютного сечения в максимуме возбуждения состояния 2'5 величину 4 10-'" см' (Р30в)в). Она хорошо согласуется с соответствующим сечением 5 ° 10 'а слез Майер-Лейбница [147]'), пользовавшегося методом задержива>ощего потенциала.
Из-за влияния упруго рассеянных электронов Шульцу [!40] не удалось получить достоверных абсолютных сечений в опытах с электронной ловушкой. Форма кривых, представленных на фиг. 5.10.2, достаточно хорошо согласуется с результатами Дорресте>п>а [135], получеин>яз>и на электронном пучке ме~одом регистрации вторичных электронов.
Изучением возбуждения гелия заннмалнсь Вудепберг и Милатц [152], которые детектировали метастабнльные атомы по поглощению линни 10830 А, а также Корриген и Энгель [!53] в опытах по диффузии электронного облака. Кроме того, Смит и др. [154] измерили в опытах с электронными пучками низких энергий функции возбуждения триплетных линий (4713 и 5876А). Габриэл и Хеддл [155] получили функции возбуждения состояний 5, Р и Т) и нашли, что полное сечение неупругого рассеяния (включая нонизацию) равно 2,9 ° 10 >Г Омз при энергии электронов !08 эв. В упомянутых уже экспериментах Майер-Лейбница [147] измерялись так>хе и сечения электронного возбуждения неона и аргона.
Его результаты и методика описаны в книге Месси и Бархопа [3] и в обзоре Месси [4]. в. Электронное возбуждение атомов ртути. За последние несколько лет было выполнено несколько исследований возбуждения ртути. Так, Ионгериус и др. [!56]") измеряли оптические ') Отнпсптелыеп мстпла Мар!ер-Леребянпа см. также [)45 — -)5), )без), ') В кппге [31 и з обзоре [4! указывая>тся преапсхолпыс работы по рзусп, пыпплпекяыа ранее А!ахнем. ионизАция и ВОЭБуждение электРОпн! !м ударом 255 функции возбуждения ртутных линий, пропуская пучок электронов с переменной энер! ией от 5 до 20 эа через пары ртути; опи измеряли прн этом с помощью дпфракционного монохроматора и фотоумножителя иптепсивность света, пспущепного перпендикулярно направлению пучка.
Шульц [138, 139] применял для изучения возбуждения ртути свою методику электронной ловушки, а Лихтен и Макдермот [!57, 158] исследовали л о а Эсера!» з енп!рона,за ф и г. 5.)0.3. Спектр зозбужлсяяя азота, полученный методом электрпеппй лозушкн [1301 [глубппа потспппальяой ямы равна 0,2 в). Нанаапсы ханже ноеервалы лла нсснолы !.х сссеонння, выенслснныс в соотвеесеннн с прнн. нанон С ранна — >Еонлона. метастабильные состояния ртути, возникающие прн электронном ударе, пользуясь методом атомных пучков.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
