Fältjonisering
Fältjonisering (även fältjonisering eller autojonisering ) är processen för jonisering av en atom , molekyl eller jon i ett yttre elektriskt fält .
Fenomenets fysik
När ett externt elektriskt fält appliceras, deformeras potentialbrunnen i vilken den bundna elektronen befinner sig. Som ett resultat bildas en potentiell barriär med ändlig tjocklek på ena sidan av brunnen. Om positionen för energinivån där elektronen befann sig före appliceringen av fältet är över barriären, då flyger elektronen fritt ut ur atomen. I det här fallet talar man om jonisering över barriären. Om nivån ligger under barriären, är lösgöring av en elektron endast möjlig på grund av tunneleffekten. I detta fall talar man om tunneljonisering.
Tunneljonisering
Sannolikheten för elektrontunnling genom potentialbarriären ges av
![{\displaystyle W(V,E)=\exp \left[-{\frac {4\pi }{h}}\int \limits _{x_{1}}^{x_{2}}{\sqrt { 2m(V(x)-E)}}dx\höger]}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/e14a08a906969735a71679ffa8e13df9d039ff47)
var är funktionen som bestämmer formen på potentialbarriären, är elektronenergin, är elektronmassan, och punkterna och motsvarar början och slutet av barriären.
Sannolikheten för tunneling ökar med en ökning av det yttre fältet (eftersom detta minskar tjockleken och höjden på potentialbarriären), såväl som med en ökning av energin hos en elektron i en atom (till exempel som ett resultat av atomexcitation) vid kollisioner med andra partiklar).
Lorentz jonisering
Inom acceleratorfysik används ofta Lorentz -jonisering av atomstrålar med hög energi - elektronstrippning i ett externt magnetfält. Å ena sidan kan denna effekt förklaras som skillnaden mellan Lorentz-krafterna som verkar på elektronen och kärnan, på grund av den elektriska laddningens olika tecken. Å andra sidan, genom att med hjälp av Lorentz-transformationer passera till referensramen för jonkärnan, kommer vi att få ett elektriskt fält som verkar på elektronen. Med andra ord är effekten av Lorentz-jonisering helt likvärdig med jonisering av ett externt elektriskt fält.
Applikation
Fältjonisering nära en metallyta är grunden för ett fältjonmikroskop (t.ex. använt som en jonkälla i ett avsökningsheliumjonmikroskop ) för att avbilda metallytan. Jonisering i ett elektriskt fält används också som jonkälla i vissa masspektrometrar . Jämfört med termisk jonisering gör det det möjligt att undvika dissociation av analyserade molekyler.
Litteratur
- A. G. Naumovets. Fysisk uppslagsverk : [i 5 volymer] / Kap. ed. A. M. Prokhorov . - M . : Soviet Encyclopedia , 1990. - T. 2: Kvalitetsfaktor - Magneto-optik. - S. 195-196. - 704 sid. — 100 000 exemplar. — ISBN 5-85270-061-4 .
 Ordböcker och uppslagsverk |
|---|