1 b ekalogiya yunalishi talabasi Usmaonov Hasanning Fezika fanidan Mustaqil ishi

1 B ekalogiya yunalishi talabasi Usmaonov Hasanning Fezika fanidan Mustaqil ishi

1 B ekalogiya yunalishi talabasi Usmaonov Hasanning Fezika fanidan Mustaqil ishi

Mavzu: O'z-o'zidan tushirish paytida oqim tashuvchilarning harakati

Mavzu: O'z-o'zidan tushirish paytida oqim tashuvchilarning harakati

O'z-o'zidan tushirish vaqtida joriy tashuvchilarning paydo bo'lishiga olib keladigan jarayonlar

• O'z-o'zidan tushirish vaqtida joriy tashuvchilarning paydo bo'lishiga olib keladigan jarayonlar
• Har xil turdagi o'z-o'zini ushlab turuvchi gaz razryadlarining tavsifiga o'tishdan oldin, bunday razryadlarda tok tashuvchilar (elektron va ionlar) paydo bo'lishiga olib keladigan asosiy jarayonlarni ko'rib chiqaylik.

Elektronlarning molekulalar bilan to'qnashuvi. Elektronlarning (shuningdek, ionlarning) molekulalar bilan to'qnashuvi elastik yoki elastik bo'lishi mumkin. Molekulaning (shuningdek, atomning) energiyasi kvantlangan. Bu shuni anglatadiki, u energiya darajalari deb ataladigan faqat diskret (ya'ni, chekli intervallar bilan ajratilgan) qiymatlarni qabul qilishi mumkin. Eng past energiya holati deb ataladi.
Molekulani asosiy holatdan turli qo'zg'aluvchan holatlarga o'tkazish uchun Wi, W2, va hokazo energiyaning ma'lum qiymatlari talab qilinadi.Molekulaga etarlicha katta Wi energiya berib, uning ionlanishiga olib kelishi mumkin.
Molekula odatda hayajonlangan holatga o'tgandan so'ng
unda faqat ~ 10-8 soniya qoladi, shundan so'ng o'tish
asosiy holatga dit, shakldagi ortiqcha energiyani chiqaradi
dunyo kvanti
foton. Ba'zilarida hayajonlangan
holatlar metastabil, molekulyar deb ataladi
kula uzoqroq turishi mumkin (taxminan
Zarrachalar to'qnashganda energiya va impulsning saqlanish qonunlari bajarilishi kerak. Shuning uchun zarba paytida energiyani uzatishda ma'lum cheklovlar qo'yiladi - ta'sirM qiluvchi qismdagi barcha energiya emas
zarracha, boshqa zarrachaga o'tishi mumkin. Agar to'qnashuvda molekula bilan aloqa qilish mumkin bo'lmasa
Agar energiya uni qo'zg'atish uchun etarli bo'lsa, u holda zarralarning umumiy kinetik energiyasi o'zgarishsiz qoladi va zarba elastik bo'ladi. Elastik zarba paytida ta'sirlangan zarrachaga berilgan energiyani topamiz.
Massasi m1 bo‘lgan 210 tezlikli zarra massasi m2 bo‘lgan qo‘zg‘almas (v200) zarracha bilan to‘qnashib ketsin. Markaziy ta'sir bilan shartlar bajarilishi kerak
mivio mv3 m2+
2
2
2
M1V10=m11 + m22,
bu erda V1 va No 2 - zarbadan keyingi zarracha tezligi. Ushbu tenglamalardan
ikkinchi zarrachaning tezligini olamiz
2m1
V2 = m1 + m2
V10. Elastik ta'sir paytida ikkinchi zarrachaga o'tkaziladigan energiya ifoda bilan aniqlanadi
Voy masalan mzo
miuin 4mm 2 2 (m1 + m2)2
Agar m1 << m2 bo'lsa, bu ifoda quyidagicha soddalashtiriladi:Oh Ha
mivio 4m1a2m2=W104 milm2
bu erda W10 - to'qnashuvchi zarrachaning boshlang'ich energiyasi. dan kelib chiqadiki, engil zarracha (elektron),
og'ir zarracha (molekula) bilan elastik to'qnashuvi, unga energiya zaxirasining faqat kichik qismini beradi. Engil zarracha og'irdan, xuddi devordan to'p kabi, mutlaq qiymatda deyarli o'zgarmaydigan tezlik bilan "sakrab chiqadi". Tegishli hisob-kitob shuni ko'rsatadiki, markazdan tashqarida zarba bo'lsa, uzatilgan energiyaning ulushi yanada kichikroq bo'ladi.
Ta'sir qiluvchi zarrachaning (elektron yoki ion) etarlicha yuqori energiyasida molekula qo'zg'alishi yoki ionlanishi mumkin. Bunda zarrachalarning umumiy kinetik energiyasi saqlanmaydi;
Zarrachalar qo'zg'aladigan to'qnashuvlar birinchi turdagi noelastik to'qnashuvlar deyiladi. Qo'zg'algan holatda bo'lgan molekula boshqa zarracha (elektron, ion yoki neytral molekula) bilan to'qnashganda, ortiqcha energiyani nurlantirmasdan, lekin uni shu zarrachaga o'tkazmasdan, asosiy holatga o'tishi mumkin. Natijada, zarbadan keyin zarrachalarning umumiy kinetik energiyasi zarbadan oldingiga qaraganda kattaroq bo'lib chiqadi. Bunday to'qnashuvlar ikkinchi turdagi noelastik to'qnashuvlar deb ataladi. Molekulalarning metastabil holatdan asosiy holatga o'tishi ikkinchi turdagi to'qnashuvlar tufayli sodir bo'ladi.
Birinchi turdagi noelastik to'qnashuvda energiya va impulsning saqlanish tenglamalari shaklga ega
mening mgol mzv3 2 2 2 (12.13) a+ + AWB, M110= m1v1 + m2V2
Bu erda dWin - molekulaning qo'zg'aluvchan holatga o'tishiga mos keladigan ichki energiyaning o'sishi. Ushbu tenglamalardan chiqarib, biz hosil bo'lamiz
WRH = m201002 m1 + m2 m23 m1 2
Ta'sir qiluvchi zarrachaning (10) ma'lum tezligida Wen ichki energiyaning o'sishi molekula zarbadan keyin harakat qiladigan HV ning U2 tezligiga bog'liq. Keling, DW ui ning mumkin bo'lgan eng katta qiymatini topaylik. Buning uchun prodiff-
. O'z-o'zidan zaryadsizlanish paytida oqim tashuvchilar, biz v2 ga nisbatan) funktsiyani qaytarib olamiz va hosilalarni tenglashtiramiz.
nol:
d(AW) dv2 =m2V10 m1 + m2 mi m2V2=0. Demak, v2 = 51010/(m1 + m2). Ushbu qiymat 22 ni (12.14) formulaga almashtirsak, hosil bo'ladi
maksm2mvio
Biroq, ta'sir qiluvchi zarrachaning (elektron) energiyasi etarli darajada yuqori bo'lsa ham, to'qnashuv molekulaning qo'zg'alishiga yoki ionlanishiga olib kelishi shart emas. Bu jarayonlarning elektronning energiyasiga (va, demak, tezligiga) bog'liq bo'lgan ma'lum ehtimolliklari mavjud. Shaklda. 12.6 bu ehtimolliklarning taxminiy yo'nalishini ko'rsatadi. Elektron qanchalik tez harakat qilsa, shunchalik kamroq
Qo'zg'alish
IonizatsiyJarayon ehtimol Elektron energiya
vaqt oralig'i u molekula bilan o'zaro ta'sir qiladi, uning yonida uchadi. Shuning uchun ikkala ehtimollik tezda maksimal darajaga etadi va keyin elektron energiyasining ortishi bilan kamayadi. Rasmdan ko'rinib turibdiki, masalan, u energiyaga ega bo'lgan elektron qo'zg'alishdan ko'ra molekulaning ionlanishiga olib keladi.) Ionlanish holatida taenglamalar murakkablashadi, chunki
to'qnashuvdan keyin ikkita emas, balki uchta zarracha bo'ladi.
Biroq, haqida xulosa
elektronning deyarli barcha energiyasini ionlanishga sarflash imkoniyati
adolatli
Fotoionlashtirish. Elektromagnit nurlanish fotonlar deb ataladigan elementar zarralardan iborat. Foton energiyasi w ga teng, bu erda ћ - Plank doimiysi 2n ga bo'lingan , w - nurlanishning doiraviy chastotasi. Foton molekula tomonidan so'rilishi mumkin va uning energiyasi molekulani qo'zg'atish yoki ionlashtirish uchun sarflanadi. Bunda molekulaning ionlanishi fotoionlanish deyiladi. To'g'ridan-to'g'ri (to'g'ridan-to'g'ri) fotoionizatsiya ultrabinafsha nurlanishidan kelib chiqishi mumkin. Ko'rinadigan yorug'lik fotonning energiyasi elektronni molekuladan ajratish uchun etarli emas. Shuning uchun ko'rinadigan nurlanish to'g'ridan-to'g'ri fotoionlanishni keltirib chiqarishga qodir emas. Biroq, bu bosqichma-bosqich fotoionizatsiya deb ataladigan narsaga olib kelishi mumkin. Bu jarayon bosqichma-bosqich amalga oshiriladi. Birinchi bosqichda foton molekulani hayajonlangan holatga o'tkazadi. Ikkinchi bosqichda qo'zg'algan molekula boshqa molekula bilan to'qnashuvi tufayli ionlanadi.
Gaz chiqarishda to'g'ridan-to'g'ri fotoionizatsiyaga olib keladigan qisqa to'lqinli nurlanish paydo bo'lishi mumkin. Etarlicha tez elektron ta'sir qilganda nafaqat molekulani ionlashtirishi, balki hosil bo'lgan ionni qo'zg'aluvchan holatga o'tkazishi mumkin. Ionning asosiy holatga o'tishi neytral molekula nurlanishiga qaraganda yuqori chastotali nurlanishning tarqalishi bilan birga keladi. Bunday nurlanishning foton energiyasi to'g'ridan-to'g'ri fotoionlanish uchun etarli bo'lib chiqadi.
Elektrodlar yuzasi tomonidan elektronlarning emissiyasi. Elektrodlar sirti tomonidan emissiyasi (emissiyasi) tufayli gaz chiqarish hajmiga kirishi mumkin. Termion emissiyasi, ikkilamchi elektron emissiyasi va maydon emissiyasi kabi emissiya turlari,
Bo'shatishning ayrim turlarida ular asosiy rol o'ynaydi. Termionik emissiya - bu qizdirilgan qattiq yoki suyuq jismlar tomonidan elektronlarning chiqishi. Metalldagi tezlik taqsimoti tufayli har doim ma'lum miqdordagi erkin elektro-