1626435917-d26f9677b92985e7688f24b5e74711ce (844351), страница 85
Текст из файла (страница 85)
опытах подоона используеми! и опь !ах по перезарядке (см. гл. 6), и потому' рассьитрпиам ся здесь ие Г>) дог. Брши:ком Д и Хастед,1121) дали сводку пс>>учеппь!х в этих Оиытах результатов. Фелпс и 1!Ок !45), а также Чеишш, Фелпс п Бнопди !46) воспользовались показа>щой на ф>ш. 8.5.1 дрейфовоя трубкой для ~зуб!ения отрыва элещронов методом облака отрицательных ионов в кислороде. В этих опытах управлвощая сетка дрейфовой трубки используется в качестве фильтра электронов, что позволяет разделить 'сок, достигающий коллектора, на компоненты, отвечающие элексронам и отрицательным ионам.
Из этих измерений была найдена зависимост> частоты теплового отрыва ионов Ос от температуры газа. Вместе с исследованнои в тех же опытах частотой трехчастпчиого прилипания (т. е. обратного ПРОЦЕССа) Этн ДаниЫЕ ПОЗВОЛИЛП ОПРЕДЕЛИтть Чта СРОДСТВО К электрону молекулы кислорода составляет 0,44.+0,02 зв (см. 9 7, и.
бса», 2, настоящей главы). Этн результаты чрезвычайно важны для исследований отрыва электронов в воздухе, поскольку из ппх следует, что прп давлениях в несколько миллиметров ртутного столба ионы О. термодинамически устойчивы только при температуре ниже 1000" К. б. Отрыв электрическим полем. Установка, использованная Рнвьероы и Свитменом (122, !54) для исследования дпссоциации положительных молекулярных ионов в сильиь!х электрических полях (гл.
6, 9 8), была применена также и для исследования отрыва электронов от ионов Нет На фпг. 8.6.! показаны два электрода, в промежуток ме>кд) которыми ввощггся разделенный 29 И Мбб Дб>билль !лдпя а ОГРИ!!Ателы!ые ноны а ее»ее .5е. -н.н е веере е е О, !ее ер..е. „„ ер,, ае 0 100 200 300 400 Нппряженнссп!ь паля, нагом по массам пучок ионов Не-, ускоренных до энергии 1 М -н гни зв д р фа. Во время пролета через междуэлеитродный промежуток ионы подвергаются действщ электрическ<жо поли и п о действщо сильного и происходит отрыв части электронов с -05 ми 0 ' 10ь,м ф иг. 8.6.1. Ме>кдуэлектродвый промеж ток Св „и, „„„ ме а для исследоваиия диссоциации попов в сильных электрических полях.
внешних оболочек. На выходе из меж !з мсждуэлектродного ппомежутка производится анализ пучка по ве. величине отношения заряда к массе и с помогцью сцинтилляционны к ристаллах Сз! регистрируются нейтральная и от ицательнозагых счетчиков иа ряженная компоненты. На фиг. 8.6.2 а иг. .. показано, какая доля ионов пучка испытывает отрыв.
Можно видеть, что нап яженност что при повьппении п оисхо р сти электрического поля в зазоре 4,6 ° 10а ! р дпт полная нейтрализация ионов Н вЂ . Ф до, ° "' в!ем - е . орма кривых отрыва, полученных Ривьерам и Свптменом, показывает, что ионы Нс- находятся в состоянии 'Р, Эксперименты проводилнсь также на ионах Н-. Но в этом случае, как следует из фиг.
8.6,2, даже при максимальной напряженности поля 6,4 ° 10! в/сл не удалось наблюдать сколько-нибудь заметного процента отрыва в. Фотоотрыв. Ряд важных экспериментов был проделан по отрыву электронов от отр!щательных попов в результате поглощения фотонов. В большинстве пз этих опытов потребовалось Ф и г. 8.6,2.
Зависимость доли ионов Ые и 'г1, испытывающих отрыв элок!рока, от напряженности электрического поля в ме!кдуэлектродиом промежутке с сильиым полем. применение метода пересекающихся модулированных пучков, разработанного Бренскомом, Смитом и сотрудниками из Национального бюро стандартов США. Блок-схема одного из вариантов их установки показана на фпг. 8.6.3. Пучок отрицательных ионов, вьщеленных с помощью масс-спектрометра, пересекается в высоком вакууме под прямым углом с пнтенсиппым пучком пропущенного через светофпльтрь! видимого света.
Измеряется ток свободных электронов, образуемых при поглощении фотонов. В ионном источнике использовалсн тле!ощпй разряд иля дуговой разряд с накаленным катодвм специальной конфигурашш. В качестве источника света была применена углеродно-дуговая лампа высокой яркости. Прп помощи сложной оптической системы с набором полосовых фильтров формировался пучок глава а о О Я о о о I ,и Ф о и м х о и и и О я лл 8 о .в' М и и 1 8Я О ЮЯ и $- о О и и и й о О и оо о о и О $ О и О в" Ю О О и сз о Со ям ;. ол квазимонохромамшеского излучения, мок!кость кспорсгго в районе пересечения с иокным ну жом составляла около 1 вт.
Схема оптической сиссемы показана ка фпг. 8.8,4. Комбинация электрического и магнитного полей малой напряженности, каправленкых перпендикулярно пенному и фотонному пучкам, позволяет собирали электроны фотоотрыва без заметного возмущения и-дол с ° . и:си ' рм р=си лм рт рм Илмлрл нллллм и Лилолрм ! ил рр орс алли сир Ф и г. 8.6,3. Блок-схема типичной установки лли нсслслоаании фото- отрыла (!0]. ионного пучка. Пучок фотонов модулируется посредством механического прерывателя. Применение узкополосного фазочувствительного детектора сводит к минимуму вклад электронов отрыва, возникающих вследствие столкновений ионов пучка с молекулами остаточного газа.
В качестве датчиков ионных детекторов используются электронные умножители (фпг. 8.6.5), что позволяет проводить измерения при токе ионного пучка, равном, скажем, 5 ° 1О 'а а, и тем самым открывает возможность исследования таких попов (например, С ), которые трудно полуонпь в большисх количествах. Дальнейшие подробности эксперпмшггов молино ка!Пп в обзоре Брепскома [!и) и в стаю и Смита и Ьрепскома [123). Исследовательская группа Национального бсоро стандартов использовала вышеописанссую методику прп изучении спектров фотоотрыва Н- (124, 125[, О- [24, 126, 127), 5- [32), С (22), 1- (!28, 129), ОН-,[47) и От [130!.
Для попов Н-, О-, С и Оа были измерены сечения фотоотрыва, а для атомов О, 8, С и 1 найдены точные значения сродства к электрону (см. табл.8.1.!). ь М о оо о и о ох оо о и о и р о о вь Уй о оа о оо ' и к оп ао е« а бо и ' х ав"„ до ооо кол о о 3 ио лай оо зо о о„о оо о лко о В о о о о но ко о о \ во он и чо о и оо о о к ма о мй ГЛАВА 8 Об интерпретации результатов этих опытов подробно говорится в двух обзорах Бренскома (10, 43) Б Новый метод исследования фотоотрыва был разработан ерри и др. (29, 131). Они исследовалп спектры поглощения отрицательных атомарных ионов галогенов, образуемых в парах отРИЦАтслын|Е. )зепЫ 455 ности высокого спектпальпого разрешения не удается полностью )еализоватрн посколы<у необходимые для проведения опытов плотности ионов настолько велики (и'.-=л =10' см-з), что начинает заметно сказываться штарковское уппирение спектральных линий.
Берри и др. провелп исключительно точные измерении сродства к электрону, результать) которых представлены в )абл. 8.1.1, 1 ,ын' |'|ид Калло ажср сллелпар заноз галогенидов щелочных металлов, нагреваемых ударными волнами '). Этот метод пе только впервые позволил наблюдать спектры фотоотрыва в ультрафиолетовой области, ио и обеспечивает значительно более высокое оптическое разрешение, чем метод пересекающихся пучков, хотя и менее удобен для проведения измерений сечений поглощения.
К сожалению, возмож') Берри и Девид сопбп)нли также 11521 о паблюдазп|ихсп ими оптичеатомам скнх спектрах излучении ири радиашюииом захвате медленны х электраноп и галаганов С1, Вг и !. Этн заторы были, видима, первыми, кто наблюдал пороги а-золиоипго захвата электронов атомах|к Ф иг. Б... г. 5.6.5. Камера взаимодействии и опытах Симеиз к Бреискома 1221 ип нсследопанию фптпптрыпа дли С влепив «ато аго пе пепл Пунктирам указана поперечное се |ение механически прерываемого световог а пучка, напрар р инуларио плоскости чертежа.
Наны изахат слева нз масс-с е тр ° ф, ч рт же, н легат иаараве. Катушка из малиблснаааа проволоки н наружнаа (занпрнхаваниан) кату|вка соз а|от магнитное поле. каторос захватывает вылетаю. шйе арн фотострыое алектраны в направляет нх на катал !О-ааскалнога в -а ал ога елсктроннаго умиажителя, частично показанного в верхней части чертежа. Б 7, Экспериментальные данные об образовании отрицательных ионов и отрыве электронов Среди данных опюсительцо образования отрицательных ионов и отрыва электронов для различных атомных и молекулярных частиц особое внимание будет уделено кислороду ввиду той важной роли, котору)о он играет в верхних слоях атмосферы.
Большое внимание будет также уделено водороду и углероду ввиду их значения лля астрофвзцкп. а. Кислород. Б 17рилгл)ание. Прьчншаипе электронов к молекулам кислорода с образованием отрицательных ионов было предметом многих исследований '). Из самых ранних работ был сделан вывод, что при давлениях порядка десятков миллиметров ртутного столба прилипание имеет двухчастичный характер при любь)х энерпих [65|, 72, 73). Однако недавние работы Херста и Бортнера (75--77, 133), а также Чейнина, Фелпса и Бионди (46, 78) показали, что при малых энергиях (<1 зв) прилипание происходит в трехчастичных столкновениях, п этот экспериментальный результат снимает некоторые кажущиеся противоречия, которые в прошлом встречалпсь при теоретическом толковании процессов прплипания на кислороде.
В данном параграфе мы предполагаем рассмотреть в основном экспериментальные результаты группы Чейнина и истолковать эти результаты с точки зрения конкретных механизмов образования ионов. Эксперимеггы Чейщипа, Фелпса и Бпонш| (46, 78) были посвящены прилппанщо к молекулам кислорода электронов со средними энергиями от нескольких сотых долей до нескольких элсктронвольт. В этих )юследовапиях использовалась импульсная дрейфовав трубка, представленная на фиг. 8.5.1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
