Столкновения атомные

Большая Советская Энциклопедия. Статьи для написания рефератов, курсовых работ, научные статьи, биографии, очерки, аннотации, описания.


А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я 1 2 3 4 8 A L M P S T X
СI СА СБ СВ СГ СД СЕ СЁ СЖ СИ СК СЛ СМ СН СО СП СР СС СТ СУ СФ СХ СЦ СЧ СШ СЪ СЫ СЬ СЭ СЮ СЯ
СТА
СТВ
СТЕ
СТЁ
СТИ
СТЛ
СТО
СТР
СТУ
СТШ
СТЫ
СТЬ
СТЭ
СТЮ
СТЯ

Столкновения атомные, элементарные акты соударения двух атомных частиц (атомов, молекул, электронов или ионов). Столкновения атомные делятся на упругие и неупругие. При упругом Столкновения атомные суммарная кинетическая энергия соударяющихся частиц остаётся прежней — она лишь перераспределяется между частицами, а направления движения частиц меняются. В неупругом Столкновения атомные изменяются внутренние энергии сталкивающихся частиц (они переходят на другие уровни энергии) и соответственно не сохраняется их полная кинетическая энергия. При этом меняется электронное состояние атома либо колебательное или вращательное состояние молекулы (см. Молекулярные спектры).

Упругие Столкновения атомные определяют переноса явления в газах или слабоионизованной плазме. Свободному движению частиц препятствуют испытываемые ими Столкновения атомные — акты рассеяния на других частицах. Наиболее существенно на перемещение частицы влияют те акты рассеяния, в которых направление её движения заметно меняется. Поэтому коэффициенты диффузии (перенос частиц), вязкости (перенос импульса), теплопроводности (перенос энергии) и другие коэффициенты переноса газа выражаются через эффективное поперечное сечение (ЭФП) рассеяния атомов или молекул этого газа на большие углы. Аналогично подвижность ионов (см. Подвижность ионов и электронов) связана с ЭФП рассеяния иона на атоме или молекуле газа на большие углы, а подвижность электронов в газе или электропроводность слабоионизованной плазмы — через ЭФП рассеяния электрона на атоме или молекуле газа.

  Сечение упругого рассеяния атомов или молекул на большой угол при тепловых энергиях частиц называется газокинетическим сечением; оно имеет величину порядка 10-15см2 и определяет длину свободного пробега частицы в среде.

  Упругое рассеяние на малые углы может влиять на характер переноса электромагнитного излучения в газе. Энергия проходящей через газ электромагнитной волны поглощается и затем переизлучается атомами или молекулами газа. При этом даже слабое взаимодействие излучающей частицы с другими (окружающими её) частицами «искажает» испускаемую волну, т. е. сдвигает её фазу или частоту. При некоторых условиях основные характеристики распространяющейся в газе электромагнитной волны определяются упругим рассеянием взаимодействующих с ней атомов или молекул на окружающих частицах, причём существенным оказывается рассеяние на малые углы.

  Процессы неупругих Столкновения атомные весьма разнообразны. Перечень неупругих процессов, которые могут происходить в газе или слабоионизованной плазме, приведён в таблице. В различных лабораторных условиях и явлениях природы главную роль играют те или иные отдельные неупругие процессы соударения частиц. Например, излучение с поверхности Солнца обусловлено большей частью столкновениями между электронами и атомами водорода, при которых образуются отрицательные ионы водорода (табл., пункт 26). Основной процесс, обеспечивающий работу гелий-неонового лазера (см. Газовый лазер), — передача возбуждения атомами гелия, находящимися в метастабильных состояниях, атомам неона; основной процесс в электроразрядных молекулярных газовых лазерах — возбуждение колебательных уровней молекул электронным ударом (табл., пункт 3; в результате этого процесса электрическая энергия газового разряда частично преобразуется в энергию лазерного излучения). В газоразрядных источниках света основными процессами являются: в т. н. резонансных лампах — возбуждение атомов электронными ударами (табл., пункт 2), а в лампах высокого давления — фоторекомбинация электронов и ионов (табл., пункт 24). Спиновый обмен (табл., пункт 7) ограничивает параметры квантовых стандартов частоты, работающих на переходах между состояниями сверхтонкой структуры атома водорода или атомов щелочных металлов (табл., пункт 9). Различные неупругие процессы Столкновения атомные с участием радикалов свободных, ионов, электронов и возбуждённых атомов определяют свойства атмосферы Земли, причём на различных высотах преобладают различные процессы.

Неупругие процессы столкновений с участием атомных частиц и фотонов

Пункты

Тип атомного столкновения

Схема процесса

1.

Ионизация при столкновении атомов и молекул

A + B® A + B+ + e

2.

Переход между электронными состояниями

3.

Переход между колебательными или вращательными состояниями молекул

AB (v) + C ® AB (v’) + C

e + AB (v) ® e + AB (v’)

AB (J) + C ® AB (J’) + C

e + AB (J) ® e + AB (J’)

(v — колебательное квантовое число, J — вращательное квантовое число молекулы)

4.

Химические реакции

5.

Тушение электронного возбуждения

B* + AC (v) ® B + AC (v’)

6.

Передача возбуждения

A + B* ® A* + B

7.

Спиновый обмен (при сохранении проекции полного спина атомов изменяется проекция спина у каждого из них)

 

8.

Деполяризация атома (изменяется направление орбитального момента одного из сталкивающихся атомов)

 

9.

Переходы между состояниями тонкой и сверхтонкой структуры одного из сталкивающихся атомов или молекул

 

10.

Ионизация атома или молекулы электронным ударом

e + A ® 2e + A+

11.

Диссоциация молекулы электронным ударом

e + BA ® e + A + B

12.

Рекомбинация при тройных соударениях

e + B+ + B (e) ® A + B (e)

A + B+ + C ® A + B + C

13.

Диссоциативная рекомбинация

e + AB+® A + B

14.

Диссоциативное прилипание электрона к молекуле

e + AB ® A + B

15.

Прилипание электрона к молекуле при тройных соударениях

e + A + B ® A + B

16.

Ассоциативная ионизация

A + B ® AB+ + e

17.

Эффект Пеннинга (атом А* находится в метастабильном состоянии, причем энергия его возбуждения превышает ионизационный потенциал атома В)

A* + B ® A + B* + e

18.

Взаимная нейтрализация ионов

A + B+® A + B

19.

Перезарядка ионов

A + B+® A+ + B

20.

Ион-молекулярные реакции

A+ + BC ® AB+ + C

A+ + BC ® AB + C+

21.

Разрушение отрицательного иона

A + B ® A + B + e

A + B ® AB + e

22.

Превращение атомных ионов в молекулярные

A+ + B + C ® AB+ + C

23.

Фотовозбуждение атома или молекулы (с последующим спонтанным излучением возбужденного атома)

ћw + B ® B*

24.

Фоторекомбинация и фотоионизация

25.

Фотодиссоциация и фоторекомбинация атомов и радикалов

26.

Радиационное прилипание электрона к атому

e + A ® A- + ћw

Примечание: А, В и С обозначают атом или молекулу; В* — электронно-возбуждённый атом или молекулу; е — электрон; А* — положительно заряженный ион; А — отрицательно заряженный ион; ћw — фотон. Стрелки характеризуют направление процесса.

 

  Лит.: Мак-Даниель И., Процессы столкновений в ионизованных газах, пер. с англ., М., 1967; Смирнов Б. М., Атомные столкновения и элементарные процессы в плазме, М., 1968; его же, Ионы и возбужденные атомы в плазме, М., 1974; Хастед Дж., Физика атомных столкновений, пер. с англ., М., 1965.

  Б. М. Смирнов.

Так же Вы можете узнать о...


Пожарная охрана, система государственных и общественных мероприятий, направленных на охрану от огня жизни людей, государственной и общественной собственности и личного имущества граждан; организация, осуществляющая борьбу с пожарами.
Рахман Сабит (псевдоним; настоящее имя и фамилия Сабит Керим оглы Махмудов) (26.
Селзам Говард Селзам (Selsam) Говард (28.6.1903, Харрисберг, Пенсильвания), американский философ-марксист.
Стека, стек (итал. stecca), основной инструмент при лепке.
Торре-дель-Греко (Torre del Greco), город и порт в Южной Италии, на берегу Неаполитанского залива, в провинции Неаполь (область Кампания).
Фоккеродт Иоганн Готхильф Фоккеродт (Vockerodt) Иоганн Готхильф (г. рождения неизвестен – умер в 50-х гг.
Чернышёв Андрей Борисович [9(22).4.1904, Петербург, — 22.
Эстонский язык, язык эстонцев, живущих в Эстонской ССР, Ленинградской, Псковской, Омской и других областях РСФСР, Латвийской ССР, Украинской ССР, Абхазской АССР, а также в Швеции, США и Канаде.
Анненский Николай Федорович [28.2(12.3).1843, Петербург, — 26.
Беринг (ледник на Аляске) Беринг (Bering), ледник, один из крупнейших в южной Аляске (США).
Венгеро-чехословацкий договор 1968 О дружбе, сотрудничестве и взаимной помощи, подписан 14 июня в Будапеште со стороны ВНР председателем Венгерского революционного рабоче-крестьянского правительства Е.
Гельман Христофор Иванович (1848—1902), русский микробиолог и эпизоотолог, магистр ветеринарных наук (1879).
Двухступенчатое сжигание, способ сжигания низкореакционных углей (антрацитов), при котором часть воздуха, необходимого для горения, вводится в топку не через основные горелки, а через дополнительные сопла, расположенные на 1,5—2 м выше горелок.
Заальфельд, Зальфельд (Saalfeld), город в ГДР, в округе Гера, в верховьях р.
Какомицли (Bassariscus astutus), хищное млекопитающее семейства енотовых.
Колонн Эдуар Колонн (Colonne) Эдуар (23.7.1838, Бордо, — 28.
Лабрадора железорудный пояс, один из крупнейших докембрийских железорудных бассейнов мира, расположенный на территории Канады.