![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Неупругие удары второго рода. ⇐ ПредыдущаяСтр 9 из 9
Эффект Штарка наблюдается в любой разрядной трубке в непосредственной близости от катода, где возникает сильный градиент потенциала. Квантовое объяснение особенностей явления Штарка (Эпштейн и Шварцшильд, 1916). Дополнительная энергия атома определяется взаимодействием его среднего дипольного электрического момента
Эффект Штарка существенно зависит от природы дипольного момента атома. Если атом имеет собственный электрический дипольный момент, то дополнительная энергия (3.71) пропорциональна напряженности электрического поля. Это линейный эффект Штарка. Если же атомне обладает собственным дипольным моментом, то во внешнем электрическом поле он приобретает индуцированный дипольный момент, который пропорционален напряженности электрического поля: Эффект Штарка для атома водорода в случаесильного электрического поля - штарковское расщепление уровня энергии велико по сравнению с его тонкой структурой. Спин электрона не учитывается. Состояния атома водорода вырождены по орбитальному квантовому числу с кратностью вырождения
Во внешнем электрическом поле происходит не только расщепление уровней энергии, но и изменение времени жизни атомных состояний. В достаточно сильном электрическом поле может произойти ионизация атома. Эффект Штарка и ионизация атома происходит также во внешнем переменном электромагнитном поле, в частности, в поле лазерного излучения. В монохроматическом поле с частотой Вероятность ионизации атома возрастает с увеличением напряженности внешнего электрического поля, пока Возбуждение атомов осуществляется многими методами. В частности: возбуждение электронным ударом – при бомбардировке атомов газа направленным пучком электронов, при электрон–атомных столкновениях в газовом разряде; оптическое возбуждение, или оптическая накачка -при воздействии на атом резонансного электромагнитного излучения; термическое возбуждение –при нагревании газа и повышении энергии теплового движения сталкивающихся атомов Нижние возбужденные состояния атомов условно делятся на резонансно–возбужденные и метастабильные состояния. Эти состояния резко отличаются друг от друга по излучательному времени жизни атома Резонансно-возбужденные атомы освобождаются от избытка энергии как при столкновениях с другими частицами, так и при высвечивании фотонов. Атомы становятся источниками излучения в соответствующем спектральном интервале. На таком принципе работают некоторые газоразрядные источники излучения, например, ртутные лампы. Когда спонтанное испускание фотона (однофотонный распад) запрещается правилами отбора, то оказывается возможным двухфотонный спонтанный распад. Обычно вероятность двухфотонного распада много меньше вероятности однофотонногораспада. Существует также процесс многофотонной ионизации атома. В эксперименте наблюдалась ионизация атома гелия в результате поглощения 21 фотона излучения лазера. Высоковозбужденные состояния атома - ридберговские состояния: один из электронов внешней оболочки атома имеет большие значения главного квантового числа. Поэтому он слабо связан с остальными электронами и ядром атома. В этом смысле высоковозбужденный (ридберговский) атом аналогичен атомам щелочных металлов. По аналогии с моделью валентного электрона можно считать, что энергия связи электрона (потенциал ионизации) в ридберговском атоме равна Неупругие столкновения электронов с атомами приводят к потере энергии электронами и возбуждению атомов. Это неупругие удары первого рода. Существует обратный процесс - неупругий удар второго рода: возбужденный атом сталкивается с медленно движущимся электроном. В результате удара второго рода атом без излучения переходит в основное состояние, а его избыточная энергия передается электрону, который приобретает дополнительную кинетическую энергию. Наиболее вероятными удары второго рода являются в случае возбужденных атомов, находящихся в метастабильном состоянии.
|