Jonisering
Jonisering är en endoterm process för bildning av joner från neutrala atomer eller molekyler .
En positivt laddad jon bildas om en elektron i en molekyl får tillräckligt med energi för att övervinna potentialbarriären , lika med joniseringspotentialen . En negativt laddad jon, tvärtom, bildas när en extra elektron fångas av en atom med frigörande av energi.
Det är vanligt att skilja mellan två typer av jonisering - sekventiell (klassisk) och kvant, som inte följer vissa lagar i klassisk fysik .
Klassisk jonisering
Luftjoner , förutom att vara positiva och negativa, delas in i lätta, medelstora och tunga joner. I fri form (vid atmosfärstryck ) existerar en elektron i högst 10 −7 - 10 −8 sekunder.
Jonisering i elektrolyter
Elektrolyter är ämnen lösta i vatten. Elektrolyter inkluderar lösliga salter , syror , metallhydroxider . Under upplösningsprocessen sönderdelas elektrolytmolekyler till katjoner och anjoner . Faraday , som förlitade sig på data erhållna från experiment med elektrolys , härledde en formel om proportionaliteten av massan m till laddningen Δq som passerade genom elektrolyten, eller om proportionaliteten av massan m till strömstyrkan I och tiden Δt :.
Jonisering i gaser
Gaser består till största delen av neutrala molekyler. Men om några av gasmolekylerna joniseras leder gasen en elektrisk ström . Det finns tre huvudsakliga sätt att jonisera gaser:
- Termisk jonisering - jonisering, där den nödvändiga energin för att lossa en elektron från en atom ges av kollisioner mellan atomer på grund av en temperaturökning;
- Jonisering av ett elektriskt fält - jonisering på grund av en ökning av värdet på det interna elektriska fältet över gränsvärdet. Av detta följer avskiljandet av elektroner från gasatomer.
- Jonisering genom joniserande strålning
Kvantjonisering
1887 slog Heinrich Hertz fast att under inverkan av ljus kan elektroner fly från en kropp - fenomenet med den fotoelektriska effekten upptäcktes . Detta var inte förenligt med vågteorin om ljus - det kunde inte förklara lagarna för den fotoelektriska effekten och den observerade separationen av energi i spektrumet av elektromagnetisk strålning . År 1900 slog Max Planck fast att en kropp endast kan absorbera eller avge elektromagnetisk energi i speciella portioner, kvanta . Detta gav en teoretisk grund för att förklara fenomenen med den fotoelektriska effekten. För att förklara fenomenen med den fotoelektriska effekten lade Albert Einstein 1905 fram en hypotes om förekomsten av fotoner som ljuspartiklar, vilket gör det möjligt att förklara kvantteorin - fotoner som kan absorberas eller sändas ut som helhet. av en elektron, ge den tillräcklig kinetisk energi för att övervinna tyngdkraften från elektronen till kärnan - kvantjonisering sker.
Joniseringsmetoder
Metoder som används för att jonisera ledande material:
Gnistjonisering : på grund av potentialskillnaden mellan en del av materialet som studeras och en annan elektrod , uppstår en gnista som drar joner från målytan.
Jonisering i en glödurladdning sker i en förtärnad atmosfär av en inert gas (till exempel i argon ) mellan elektroden och den ledande delen av provet.
Impaktjonisering . Om någon partikel med massan m (en elektron, en jon eller en neutral molekyl) som flyger med en hastighet V kolliderar med en neutral atom eller molekyl, då kan den flygande partikelns kinetiska energi spenderas på joniseringshandlingen om denna kinetiska energi är inte mindre än joniseringsenergin.
Se även
- Avjonisering
- Jonisering i induktivt kopplad plasma
- Ytjonisering
- jonisator
- En vattenjonisator är en anordning som joniserar vatten och, trots bristen på empiriska bevis som stöder fördelarna med joniserat vatten för människors hälsa, marknadsförs som antioxidanter som bromsar åldrandeprocessen och förebygger sjukdomar [1] .
Litteratur
- Kotelnikov IA- föreläsningar om plasmafysik. Volym 1: Fundamentals of Plasma Physics. - 3:e uppl. - St Petersburg. : Lan , 2021. - 400 sid. - ISBN 978-5-8114-6958-1 .
Anteckningar
- ↑ Woolston, Chris . Det kommer att släcka din törst, naturligtvis. Men om joniserat vatten kan bromsa åldrandet och bekämpa sjukdomar är en annan sak , Los Angeles Times (22 januari 2007). Arkiverad från originalet den 16 januari 2011. Hämtad 30 oktober 2008.
 Ordböcker och uppslagsverk | |
|---|---|
| I bibliografiska kataloger |
|