1626435917-d26f9677b92985e7688f24b5e74711ce (844351), страница 81
Текст из файла (страница 81)
В основном э!о об ьясняется трудностью получения достаточно больших концентраций отрицательных ионов определенного рода для опытов по отрыву. Для опытов же по захвату требуются большие концентрации электронов, в достижении которых не встречается никаких серьезных препятствий. Если пе рассматривать реакций с участием положитсльь!ых ионов, а также поверхностных явлений, то сводка механизмов отрыва выглядит следующим образом (1)! а) столкновение отрицательного иона с атомом, находящимся в возбужденном состоянии; б) погло!цение ионом электромагнитного излучения (фото- отрыв); в) столкновения с электронами, илн с быстрыми ионами и молекулами (сечения отрыва могут при этом превышать газокинети!ческие сечения); г) столкновения с ионами и молекулами малой эцергин; д) столкновения с нейтральными атомами, приводящие к образованию молекул (ассоциативный отрыв). В присутствии положительных ионов наиболее важным механизмом отрыва при давлениях сгыше нескольких миллиметров ртутного столба обычно является трех«асти«я !я рскол!б!»нация (гл.
12, Э 2, и. «а»). При меньших давлениях может оказаться более существенной взаимная нейтрализация (гл. 12, ~ 4, п. «в»). Паиболее эффективным из всех механизмов отрыва является взаимодействие отрицательных ионов с поверхностями при эсловии, что работа выхода с поверхности превьциает срод- Е!во к электрону. к 4. Величины, харак!еризу!Ощ'!е в р образования и разрушения о р ц з и ательных ионов е! ' ' Образования Отрицятелы!Ых ио. ОНОВ П И СТО!! К. г ' ..
зависят от п ив: ) газа с элекгронами сильва за ю. ы гсз ! и сн!ергпн электронов. Вероятность тсн ахват ', обычно характеризуют либо эффективз! я !активное сечение зн.!яс!Тп имеет эь ° ' ъ е елевию, вс оятпость клыпи саяппняпя электрона есть, по опред . заказ!я электрона . а! д и!ым видом нейтральной моле у Максимальная величина вероятност Одном столкповшшн, ' ' к о но г!Олкновение для большинства электроо ! о 1О-а. Ве оятность обрацате. ш!ых газов составляег от 1 " до ".
е зования отрицательных ионов в днес о! иятивных п оцессах !ез захвата электрона нельзя, строго говор, р я, ха акте изовать ве- П !ИЛИ!ею!я. Даипые о веРоятности таких п оЦессов предстявля!от в виде соответствующих эфф кт В о тнопгь разрушения отрицательных ионов можно хаот ыва яктеризовать либо сечш!нем отрыва, либо вероятностью о р электрона в одном столкновении. Понятие вероятности прплппання играет очень важную роль при анализе опытов по методу электронного облака (роя) и его, кик правило, относят к усредненному поведени!о электронов облака.
Определенную вышеуказанным способом вероятпость прняипания будем обозначать буквой 1!. Эта величина связана го средним эффективным сечением прилипания д, ра- венством (8.4 1) '1 Понятие вероятивегв! Нрилииания влектрона аи!рока иеиольтовалвеь в белее !!анния и» !.!ваяниях, н Г , о в совренениой литературе в тречаетея редко. где !у — среднее полн о.
пое эффективное сечение рассеяния элекгронов. б ания отрицательных ионов составляет .корость о разов ь!д,п,Л!, где б — средняя скорость электронов, а и, и й! — плотности электронов и нейтральных частиц Теперь рассмотрим электронное облако, дрейфующее через газ с постоянной сре "! средней скоростью ьа под деиствнем электрн.еского поля. усть Х вЂ” с .
П ? — средняя длина свободного пробега, а ': —. частота столкновений электронов. Даля электронов, теряемых 456 гт!лвл в в результате прилипанвя за в емя >е!' р . дрепф кЧ « ° бл 1 п< — с!х= — ' ' с! . Поэтому если в точке х=О облако состоит после еи др "фа на расстояние !! в нем останется стоит из панна) число электронов (8.4.2) ио электронов, то !избе>кап приап >>=.—. щ>ехр~ —. - ' г!) >с« (8.4.3) Это уравнение илн какое-либо его ви о его видоизменение используют прилипания. К б ву для экспериментального о пределения вероятности женных частиц„ д ей ю их я. ак удет показано в гл.
9, с е и редняя энергия зарятиц„дрейфующих через газ под действием элект нческого поля, определяется величиной Е>, т. е. о и пряженности поля к аале й .>р, т. е. отношением наля к давлению газа. Вероятность и нлипан обычно измеряется в зависимости от Е', пол ченных мости от ",р, после чего на основе У результатов определяют зависимость 5 энергии электронов. За с сть от средней от /р рассматривается в гл. 1!.
Е/ р пов. ависимость средней энергии элект о ранов В . спернментальные методы изучения процессов В 5. Эк образования отрицательных ионов П роцессы образования отрицатель >ыг давались в ~ечение многих ле х ионов в газах иссл- леоблака» та лет как по методу «электронного лака», так и с помощью масс-спектрометрии. Пе вые ы по методу «электронного об б шлого века аско е о о лака» ыли выполнены в конце проре после открытия рентгеновских лучей.
Л!ассе проспектрометрическнм опытам положил начало Д>к. Д . Т ~>иге~и!о по б метода используются и в настоящее вре> . 3 п чками зже были начаты эксперименты б р . с электронныл>и п ил у ~ и спектроскопическим анализом о р . ипания. Ниже будут перечисле! ы ом опт>н>еских спект ов вавы важнейшие экспериментальные и кратко охаракте ивор л е методы как типа «электронного обл Из ма тро> блака», так и с испольаованнем элек тронных пучков. ле ние асс-спектрометрических исследований, аы ", а.!полненных за посд и годы, наиболее интересные проводились поэтом ' о них б ' лись с пучкамн, и у ! удет сказано в разделе пучковых методов.
Более детальные сведения о некоторых из этих эк то ых можн этих и других методиках говорится и работа,'1 — !О>, р х можно особенно рекомендовать рабо~ы Леба !3, 4) и П а- отгипхтелы>ые ноны 437 рядки и поверхностных явлений. Об измерении сплошного спектра радиационного прилипания уже кратко говорилось в 9 2, и. «а», дашюй главы, а, Методы «электронного облака».
Важнейшие варианты ис. следований электронного прилипанпя по методу «электронного облака» можно подразделить на следующие категории. > Метод ста!!ионарной диффузии. Диффузионный метод изучения прнлипания электронов был введен в экспериментальную практику Бейли [60) в 1925 г. Этот метод был применен Бейли и его школой в ряде исследований, подробно описанных Хили и Ридом '6!). Хаксли и др.
!62 — -64) усовершенствовали первоначальную постановку опыта Бейли, разработав аналогичную, но более надежную измерительную технику. В своих опытах по изучению прилипания опи использовали установку типа той, которая описывается я гл. 11, ч 2, п. «а», в связи с обсуждением методов определения дреифовой скорости и средней энергии электронов. В этих опытах в камеру диффузии через малое отверстие проникает смешанный пучок электронов и отрицательных ионов, которые дрейфуют на заданное расстояние вдоль однородного электрического поля известной напряженности, после чего попадают на дисковый электрод и окружающие его кольцевые коллекторы.
Измерив токи на различные кольцевые коллекторы н воспользовавншсь теорией диффузии, можно определить как вероятность прилипания электронов, так и их средшо>о эпергшо в зависимости от Е!р. Хаксли и др. !62 — 64) применили описанную методику для изучения прилипания в кислороде при значениях Е!р от 5 до 20 в/см мм рт. ст. Давление газа составляло несколько миллиметров ртутного столба, а путь дрейфа — от 1 до 10 см.
Чтобы избежать образования озона, для получения электронов в этих опьпах использовалась термоэлек~ронная эмиссия. 2. Метод стационарного фильтра электронов. В 1926 г. Леб )3, 4) разработал схему отбора электронов из смеша>шаго «облака» электронов и отрицательных ионов, дрейфующих сквозь газ в электрическом поле. Для этого перпендикулярно направлению дрейфа устанавливается плоская сетка.
Проволочки, составляющие сетку, соединяются через одну параллельно, и полученные таким способом две системы проволочек подключаются к противоположным полюсам высокочастотного генератора колебаний. При достаточно сильном переменном поле между соседними проволочками электроны пе могут пролететь сквозь сетку и захватываются ею. Между тем ббльшая часть отрицательных ионов «облака» свободно проникает сквозь нее, поскольку ионы значительно медленнее реагируют на быстропере- 438 глава а мениое поле Описанное устройство, которос мы будем называть фильт15ОА1 элсктоонои1), испОльзуе1ся как при изаюрш!иях подвижности отрицательнь1х ионов (гл.
9, $ 8, п. «5»), так и в исследованиях прплипанпя электронов. Среди ранних исследований прплипапия электронов методом фильтра электронов наилучших результатов добился Бред- берн [65], который изучал чистын кислород и кислород в смесях. Он использовал в своих опь1тах два фильтра электронов 111 и Сеа, которые моткно было вводить поочередно (каждый в свою позицию) между плоским фотокатодом и плоским анодом, параллельным катоду и отстоящим от пего па ? сч, Охранные колы1евые электроды обеспечивали огшородпостьэлектрического поля, а средний потенциал каждой из сеток-фильтров выбирался так, чтобы нарушения однородности электрического поля, вносимые этими фильтрами, были миннмальнымн. Сначала измерялся постояш1ый ток отрицательных токоиосителей на анод при введенном фильтре 61 как при наличии, так и в отсутствие высокочастотного поля, запирающего электроны.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
