Kentän ionisaatio
Kenttäionisaatio (myös kenttäionisaatio tai autoionisaatio ) on atomin , molekyylin tai ionin ionisaatioprosessi ulkoisessa sähkökentässä .
Ilmiön fysiikka
Kun ulkoista sähkökenttää käytetään, potentiaalisyvennys, jossa sitoutunut elektroni sijaitsee, muuttuu. Tämän seurauksena kaivon toiselle puolelle muodostuu rajallisen paksuinen potentiaalisulku. Jos sen energiatason sijainti, jolla elektroni oli ennen kentän käyttöä, on esteen yläpuolella, niin elektroni lentää vapaasti atomista. Tässä tapauksessa puhutaan esteen yläpuolella olevasta ionisaatiosta. Jos taso on esteen alapuolella, elektronin irtoaminen on mahdollista vain tunnelointivaikutuksen vuoksi. Tässä tapauksessa puhutaan tunnelointiionisaatiosta.
Tunnelointiionisaatio
Elektronien tunneloitumisen todennäköisyys potentiaaliesteen läpi saadaan kaavalla
![{\displaystyle W(V,E)=\exp \left[-{\frac {4\pi }{h}}\int \limits _{x_{1}}^{x_{2}}{\sqrt { 2m(V(x)-E)}}dx\oikea]}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/e14a08a906969735a71679ffa8e13df9d039ff47)
missä on funktio, joka määrittää potentiaaliesteen muodon, on elektronin energia, on elektronin massa ja pisteet ja vastaavat esteen alkua ja loppua.
Tunneloinnin todennäköisyys kasvaa ulkoisen kentän kasvaessa (koska tämä vähentää potentiaaliesteen paksuutta ja korkeutta), sekä elektronin energian kasvaessa atomissa (esimerkiksi atomin virittymisen seurauksena törmäyksissä muiden hiukkasten kanssa).
Lorentzin ionisaatio
Kiihdytinfysiikassa käytetään usein korkeaenergisten atomisäteiden Lorentzin ionisaatiota - elektronien poistamista ulkoisessa magneettikentässä. Yhtäältä tämä vaikutus voidaan selittää erona elektroniin ja ytimeen vaikuttavien Lorentzin voimien välillä , mikä johtuu sähkövarauksen erilaisesta etumerkistä. Toisaalta siirtymällä Lorentzin muunnoksilla ioniytimen vertailukehykseen, saamme elektroniin vaikuttavan sähkökentän. Toisin sanoen Lorentzin ionisaation vaikutus on täysin sama kuin ulkoisen sähkökentän aiheuttama ionisaatio.
Sovellus
Kenttäionisaatio lähellä metallipintaa on perusta kenttäionimikroskoopille (käytetään esimerkiksi ionilähteenä pyyhkäisyheliumionimikroskoopissa ) metallien pinnan kuvaamiseen. Sähkökentässä tapahtuvaa ionisaatiota käytetään myös ionilähteenä joissakin massaspektrometreissä . Lämpöionisaatioon verrattuna sen avulla voidaan välttää analysoitujen molekyylien dissosiaatio .
Kirjallisuus
- A. G. Naumovets. Fyysinen tietosanakirja : [5 osana] / Ch. toim. A. M. Prokhorov . - M . : Soviet Encyclopedia , 1990. - T. 2: Laatutekijä - Magneto-optiikka. - S. 195-196. - 704 s. - 100 000 kappaletta. — ISBN 5-85270-061-4 .
 Sanakirjat ja tietosanakirjat |
|---|