Gaz muhitida fotoionlanish jarayoni

Gaz muhitida fotoionlanish jarayoni. Fotoionlanish gazlarda erkin
elektron paydo bo’lishining ikkinchi manbai hisoblanadi. Gazni qisqa to’lqinli nur
bilan nurlantirish hisobiga kechadigan ionlashish jarayonida juda katta miqdorda
qo’zg’atilgan elektronlar paydo bo’ladi va ular o’zining dastlabki energetik
sathiga o’tishida o’zidan fotonlar (kvantlar) nurlantiradi. Agar fotonning
energiyasi ionlashish energiyasidan katta, ya’ni
И
W
h
(1.16)
bo’lsa (
- nur tarqatish chastotasi; h – Plank doimiysi), ionlanish jarayoni
kechadi. Atom yoki molekula foton energiyasini yutishi natijasida erkin elektronni
ajralib chiqishi jarayoniga gazlarda fotoionlanish deyiladi.
Bu jarayonda molekula ma’lum to’lqin uzunlikda nurlanuvchi foton va
kvant energiyalarini yutadi.
38
Gaz
chastotali,
= c/
uzunlikdagi to’lqinda nurlantirilsa, ionlanish
jarayoni sodir bo’lishi uchun quyidagi shart bajarilishi kerak:
h
W
I
,
bu yerda c - yorug’lik tezligi.
Gazlardagi razryadlanishda ionlantirishga moyil bo’lgan fotonlar manbai
nafaqat tashqi nurlantirgich ta’sirida, balki gazlardagi razryadlanishda
qo’zg’atilgan molekulaning pastroq energetik sohaga o’tishida tarqatadigan nurlari
yordamida ham amalga oshirilishi mumkin.
Termik ionlanish. Gazning harorati bilan bog’liq bo’lgan barcha ionlanish
jarayoniga termik ionlanish deyiladi. YUqori haroratda ionlanishning quyidagi
ko’rinishlari mavjud:
a) harorat gazlarda erkin elektron va molekulaning xaotik harakatdagi
kinetik energiyasining o’lchami hisoblanadi. YUqori haroratda katta tezlik bilan
harakatlanayotgan zarrachaning kinetik energiyasi shunchalik darajada oshadiki,
to’qnashish natijasida ionlashish jarayoni kechishi mumkin;
b) qizdirilgan gazning issiqliqdan nurlanishi hisobiga fotoionlanish;
Molekulaning ionlashishi uchun zarur bo’lgan energiya ushbu ifoda
yordamida izohlanadi.
0
2
3
kT
W
K
,
(1.17)
bu yerda W
K
– molekulaning issiqlikdan harakatlanish energiyasi; k – Bolьtsman
doimiysi.
Ionlanish bilan bir vaqtda erkin elektronning musbat ion tomonidan yutilishi
tufayli rekombinatsiya jarayoni kechadi. Bunda ionlantirilgan molekulaning
umumiy molekulalar soniga nisbati ionlantirish darajasi deyilib, u hind olimi Saxa
tomonidan taklif etilgan formula yordamida topiladi:
kT
W
,
I
e
P
T
.
m
m
5
2
4
2
2
10
4
2
1
,
(1.18)
bu yerda m =
N
N
I
- ionlanish darajasi.
39
Ionlanish jarayonining haroratga bog’liqligi 1.6- rasmda keltirilgan.
Ionlantirish natijasida paydo bo’lgan zarachalar maydon kuch chiziq-lari
bo’ylab harakatlanishi natijasida hajmiy zaryadning taqsimlanishiga olib keladi.
Kuchlanganligi E bo’lgan elektr maydonida zaryadlangan zarrachaga doimiy
tezlanish beruvchi kuch ta’sir etadi, lekin u to’qnashuvlar ta’sirida olingan tezlik
=kE ni asta-sekin yo’qotadi.
Normal atmosfera sharoitida zarachalarning harakatchanlik darajasi: musbat
ion uchun K
+
= 1,6
sm
/
V
sek
/
sm
, manfiy ion uchun K
-
=2,2
sm
/
V
sek
/
sm
, elektron uchun K
e
=
5
*
10
3
sm
/
V
sek
/
sm
.
1.6- rasm. Havoning ionlanish darajasini haroratga bog’liklik grafigi
Gaz zarrachalarining katta qismini ionlashgan holatiga plazma deyiladi.
Plazmada musbat va manfiy zaryadlangan zarachalarning soni deyarli teng bo’ladi.
1.3- jadval. Ayrim metallardan elektronning chiqish energiyasi.
Metal
Chiqish energiyasi (ev) Metal
CHiqish energiyasi (ev)
Alyumeniy
1,8
Platina
3,6
Miss
3,9
Simob
4,5
Miss oksidi
5,34
TSeziy
0,7
40
Temir
3,9
Bariy oksidi
1,0
Kumush
3,1
|