Ο ιονισμός των ατόμων μπορεί να είναι άμεσος, έμμεσος ή πολυφωτόνιος. Στην πρώτη περίπτωση, ένα άτομο ή ένα μόριο που συγκρούεται με ένα φωτόνιο απορροφά την ενέργειά του και ιονίζεται. Σε αυτή την περίπτωση, η ενέργεια των φωτονίων πρέπει να υπερβαίνει την ενέργεια ιοντισμού. Στη δεύτερη περίπτωση, το άτομο, έχοντας απορροφήσει την ενέργεια των φωτονίων, περνά σε διεγερμένη κατάσταση. Εάν η διάρκεια ζωής στη διεγερμένη κατάσταση είναι αρκετά μεγάλη, τότε ως αποτέλεσμα επακόλουθων γεγονότων απορρόφησης φωτονίων, μπορεί επίσης να συμβεί ιονισμός του ατόμου. Αυτές οι διαδικασίες μπορούν να γραφτούν ως εξής:
όπου δηλώνουν ένα ουδέτερο, διεγερμένο και ιονισμένο άτομο.
Στη διαδικασία του άμεσου ιονισμού, πρέπει να πληρούνται οι νόμοι διατήρησης της ενέργειας και της ορμής:
όπου είναι το μοναδιαίο διάνυσμα που καθορίζει την αρχική κατεύθυνση της δέσμης φωτός και είναι η μάζα και η ταχύτητα του ηλεκτρονίου, τα M και V είναι η μάζα και η ταχύτητα του ιόντος. Ένα ηλεκτρόνιο που χωρίζεται από ένα άτομο κινείται προς την αντίθετη κατεύθυνση από το θετικό ιόν. Εχοντας αυτό κατά νου
Η τιμή της δεξιάς πλευράς της έκφρασης (28.3) δεν μπορεί να υπερβαίνει το ένα. Να γιατί
Η πρώτη από τις εκφράσεις (28.2) μπορεί να γραφτεί ως
Αυτό σημαίνει ότι σχεδόν όλη η ενέργεια του κβαντικού μεταφέρεται στο ηλεκτρόνιο.
ΕΝΑ. Ιοντισμός πολλαπλών φωτογραφιών
Η διαδικασία του πολυφωτονίου ιονισμού έχει μεγαλύτερο ενδιαφέρον. Η θεωρία του αναπτύχθηκε από τους Bebb and Gold, Phelps, Bunkin και Prokhorov, Keldysh, Delaunay, Gontier and Train κ.λπ. Σύμφωνα με την ταξινόμηση Delaunay, ο ιονισμός πολλαπλών φωτονίων είναι σε πολλές περιπτώσεις μια άμεση, συντονισμένη ή υψηλής τάξης πολυφωτονική διαδικασία. Γενικά, η ενέργεια λίγων ή και 10-20 φωτονίων δεν είναι ακριβώς ίση με την ενέργεια ιοντισμού. Επομένως, η αλληλεπίδραση αυτών των φωτονίων με ένα άτομο δεν μπορεί να είναι συντονισμένη. Η πιθανότητα ιονισμού ενός ατόμου μέσα σε 1 s είναι ανάλογη του βαθμού ροής φωτονίων (όπου είναι η πολλαπλότητα της διαδικασίας ιοντισμού):
Εδώ η ακτίνα λέιζερ ρουμπινιού με πυκνότητα ισχύος είναι ισοδύναμη με τη ροή των φωτονίων.Η ποσότητα ονομάζεται διατομή ενεργού ιονισμού της τάξης. Για παράδειγμα, η ενέργεια ιονισμού ενός ατόμου ηλίου είναι 24,58 eV. η ενέργεια ενός κβαντικού ακτινοβολίας από ένα λέιζερ ρουμπίνι είναι μόνο 1,78 eV, επομένως μόνο η ταυτόχρονη απορρόφηση 14 κβαντών μπορεί να εξασφαλίσει τον ιονισμό των ατόμων ηλίου. Στον πίνακα Το σχήμα 28.2 δείχνει τις ενέργειες ιονισμού ορισμένων ατόμων και μορίων. Οι Bebb και Gold υπολόγισαν τις αποτελεσματικές διατομές για τον ιονισμό των He και H χρησιμοποιώντας τη θεωρία διαταραχών. Ο ιονισμός αυτών των ατόμων απαιτεί την ταυτόχρονη απορρόφηση 7, 8, 9, 13 και 14 κβαντών ακτινοβολίας λέιζερ ρουμπίνι, αντίστοιχα. Η απλούστερη προσέγγιση αυτής της διαδικασίας είναι να εισαγάγει μια μετάβαση τύπου διπόλου και να αναπαραστήσει ένα ηλεκτρόνιο που αποσπάται από ένα άτομο ως επίπεδο κύμα. Είναι αδύνατο να παρουσιαστεί εδώ η θεωρία των Bebb και Gold λόγω της δυσκίνητης φύσης της. Παρουσιάζουμε μόνο τα κύρια αποτελέσματα της εργασίας, τα οποία παρουσιάζονται σε μορφή πίνακα. 28.3. Όπως φαίνεται από τον πίνακα, οι διατομές ιονισμού πολυφωτονίων είναι εξαιρετικά μικρές. Ωστόσο, πρέπει να θυμόμαστε ότι η ροή των φωτονίων μέσα
Πίνακας 28.2 (βλ. σάρωση) Ενέργειες ιονισμού ορισμένων ατόμων και μορίων
Πίνακας 28.3 (βλ. σάρωση) Αποτελεσματικές διατομές ιονισμού πολλαπλών φωτονίων και ροές κατωφλίου φωτονίων που απαιτούνται για την έναρξη της διάσπασης και υπολογίζονται για την πυκνότητα αερίου και την έκθεση του όγκου αερίου σε παλμό λέιζερ 10 ns
Η δέσμη λέιζερ μπορεί να φτάσει σε πολύ υψηλές τιμές. Η πειραματική επαλήθευση του τύπου (28.5) είναι πολύ. απλός. Παραμερίζοντας κατά μήκος των αξόνων συντεταγμένων, παίρνουμε μια ευθεία γραμμή, η κλίση της οποίας καθορίζει
Η διαδικασία του ιονισμού πολυφωτονίων μπορεί να περιγραφεί θεωρητικά και χωρίς τη βοήθεια της θεωρίας των διαταραχών κ.λπ.). Σε αυτή τη μέθοδο, η οποία συχνά ονομάζεται μέθοδος Reuss, λαμβάνονται υπόψη μόνο δύο καταστάσεις του ηλεκτρονίου - η αρχική και η τελική κατάσταση. Εάν η τελική κατάσταση γίνει κατανοητό ότι είναι ένα ιονισμένο άτομο, το οποίο αντιστοιχεί σε μια αλλαγή στην ενέργεια των ηλεκτρονίων από μια ορισμένη τιμή σε ένα συνεχές, μπορούν να υπολογιστούν αποτελεσματικές διατομές ιονισμού πολλαπλών φωτονίων για πολλά άτομα που μοιάζουν με υδρογόνο. Αυτό διευκόλυνε τον υπολογισμό της εξάρτησης των αποτελεσματικών διατομών από την κατάσταση πόλωσης του φωτός (και άλλων), τα αποτελέσματα της οποίας επιβεβαιώθηκαν πειραματικά στις εργασίες των Kagan et al., Fox et al. και Cervenant και Isenor. Οι θεωρητικοί υπολογισμοί δείχνουν ότι όταν η πιθανότητα ιοντισμού των ατόμων εξαρτάται σημαντικά από την κατάσταση πόλωσης του φωτός. Όταν το κυκλικά πολωμένο φως είναι πιο αποτελεσματικό από το γραμμικά πολωμένο φως. Όταν το γραμμικά πολωμένο φως γίνεται πιο αποτελεσματικό. Για απεικόνιση στο Σχ. Το σχήμα 28.15 δείχνει ένα γράφημα της εξάρτησης από τη σειρά της διαδικασίας (στο ).
Οι Kagan και άλλοι παρατήρησαν ιονισμό των ατμών καισίου από τη δεύτερη αρμονική ενός ρουμπινιού λέιζερ. Η διαδικασία ήταν δύο φωτονίων. Έχει διαπιστωθεί ότι η αποτελεσματικότητα του ιονισμού με κυκλική ακτινοβολία
Ρύζι. 28.15. Λόγος αποτελεσματικών διατομών ιοντισμού πολλαπλών φωτονίων για ακτινοβολία με κυκλική και γραμμική πόλωση ανάλογα με τον αριθμό των κβαντών που απορροφώνται ταυτόχρονα ακτινοβολίας λέιζερ νεοδυμίου.
η πόλωση ήταν αρκετές φορές υψηλότερη από ό,τι για την γραμμικά πολωμένη ακτινοβολία. Οι Fox και συνεργάτες ανέφεραν σύντομα ιονισμό ατόμων καισίου με τρία φωτόνια από μια ακτίνα λέιζερ ρουμπίνι, στην οποία το κυκλικά πολωμένο φως ήταν δύο φορές πιο αποτελεσματικό από το γραμμικά πολωμένο φως. Επιπλέον, οι υπολογισμοί χωρίς τη χρήση της θεωρίας διαταραχών έδειξαν ότι η εξάρτηση της πιθανότητας ιοντισμού πολλαπλών φωτονίων από τη ροή των φωτονίων μπορεί να έχει μέγιστα και ελάχιστα. Το φαινόμενο συντονισμού παίζει ιδιαίτερο ρόλο στη διαδικασία του ιονισμού πολυφωτονίων. Συμβαίνει όταν η συνολική ενέργεια πολλών φωτονίων είναι ακριβώς ίση με την ενέργεια ενός ηλεκτρονίου σε μια από τις διεγερμένες καταστάσεις. Έτσι, η διαδικασία ιονισμού μπορεί να είναι δύο σταδίων. Πρώτα, το ηλεκτρόνιο περνά σε διεγερμένη κατάσταση και μετά αποσπάται εντελώς από το άτομο. Σημαντικές συνεισφορές στην έρευνα για τα αποτελέσματα συντονισμού έχουν γίνει από τους Delaunay et al., Evans and Thonemann και Held et al.
Η πρακτική σημασία αυτής της σχέσης είναι ότι, γνωρίζοντας το μ, που είναι σχετικά εύκολο να μετρηθεί, μπορεί κανείς να προσδιορίσει το D,
που είναι αρκετά δύσκολο να προσδιοριστεί άμεσα.
Αμφιπολική διάχυση
Τόσο τα ηλεκτρόνια όσο και τα ιόντα διαχέονται στο πλάσμα εκκένωσης αερίου. Η διαδικασία διάχυσης φαίνεται να είναι η εξής. Τα ηλεκτρόνια, που έχουν μεγαλύτερη κινητικότητα, διαχέονται ταχύτερα από τα ιόντα. Εξαιτίας αυτού, δημιουργείται ένα ηλεκτρικό πεδίο μεταξύ των ηλεκτρονίων και των υστερούντων θετικών ιόντων. Αυτό το πεδίο αναστέλλει την περαιτέρω διάχυση των ηλεκτρονίων, και αντίστροφα, επιταχύνει τη διάχυση των ιόντων. Όταν τα ιόντα έλκονται προς τα ηλεκτρόνια, αυτό το ηλεκτρικό πεδίο εξασθενεί και τα ηλεκτρόνια διαχωρίζονται και πάλι από τα ιόντα. Αυτή η διαδικασία συμβαίνει συνεχώς. Αυτή η διάχυση ονομάζεται αμφιπολική διάχυση, ο συντελεστής της οποίας είναι
Δ άμβ = |
D e μ και + D και μ e |
|||
μ e + μ και |
||||
όπου D e ,D και |
– συντελεστές διάχυσης ηλεκτρονίων και ιόντων. μ e, μ και – |
|||
κινητικότητα ηλεκτρονίων και ιόντων. |
||||
Αφού D e >> D u και μ e >> μ και , αποδεικνύεται ότι |
D και μ e ≈ D e μ και , |
|||
επομένως D amb ≈ 2D και . Μια τέτοια διάχυση λαμβάνει χώρα, για παράδειγμα, στη θετική στήλη μιας εκκένωσης λάμψης.
1.6. Διέγερση και ιονισμός ατόμων και μορίων
Είναι γνωστό ότι ένα άτομο αποτελείται από ένα θετικό ιόν και ηλεκτρόνια, ο αριθμός των οποίων καθορίζεται από τον αριθμό του στοιχείου στον περιοδικό πίνακα D.I. Μεντελέεφ. Τα ηλεκτρόνια σε ένα άτομο βρίσκονται σε συγκεκριμένα ενεργειακά επίπεδα. Εάν ένα ηλεκτρόνιο λάβει κάποια ενέργεια από το εξωτερικό, μετακινείται σε ένα υψηλότερο επίπεδο, το οποίο ονομάζεται επίπεδο διέγερσης.
Συνήθως το ηλεκτρόνιο βρίσκεται στο επίπεδο διέγερσης για μικρό χρονικό διάστημα, περίπου 10-8 s. Όταν ένα ηλεκτρόνιο λαμβάνει σημαντική ενέργεια, απομακρύνεται από τον πυρήνα σε τόσο μεγάλη απόσταση που μπορεί να χάσει τη σύνδεση μαζί του και να γίνει ελεύθερο. Τα λιγότερο συνδεδεμένα με τον πυρήνα είναι τα ηλεκτρόνια σθένους, τα οποία βρίσκονται σε υψηλότερα επίπεδα ενέργειας και ως εκ τούτου αποσπώνται ευκολότερα από το άτομο. Η διαδικασία αφαίρεσης ενός ηλεκτρονίου από ένα άτομο ονομάζεται ιονισμός.
Στο Σχ. Το σχήμα 1.3 δείχνει την ενεργειακή εικόνα του ηλεκτρονίου σθένους σε ένα άτομο. Εδώ το W o είναι το επίπεδο εδάφους του ηλεκτρονίου, το W mst είναι το μετασταθερό επίπεδο
nal επίπεδο, W 1, W 2 – επίπεδα διέγερσης (πρώτο, δεύτερο, κ.λπ.).
Μέρος Ι. Κεφάλαιο 1. Ηλεκτρονικές και ιοντικές διεργασίες σε εκκένωση αερίου
Ρύζι. 1.3. Ενεργειακή εικόνα ενός ηλεκτρονίου σε ένα άτομο
W ′ = 0 είναι η κατάσταση όταν το ηλεκτρόνιο χάνει τη σύνδεσή του με το άτομο. Η τιμή W και = W ′ − W o είναι
ενέργεια ιονισμού. Οι τιμές αυτών των επιπέδων για ορισμένα αέρια δίνονται στον πίνακα. 1.3.
Ένα μετασταθερό επίπεδο χαρακτηρίζεται από το γεγονός ότι απαγορεύονται οι μεταβάσεις ηλεκτρονίων προς και από αυτό. Αυτό το επίπεδο συμπληρώνεται από τη λεγόμενη αλληλεπίδραση ανταλλαγής, όταν ένα ηλεκτρόνιο από το εξωτερικό προσγειώνεται στο W mst επίπεδο και η περίσσεια
το ηλεκτρόνιο φεύγει από το άτομο. Τα μετασταθερά επίπεδα παίζουν σημαντικό ρόλο στις διεργασίες που συμβαίνουν στο πλάσμα εκκένωσης αερίου, επειδή Σε κανονικό επίπεδο διέγερσης, το ηλεκτρόνιο παραμένει για 10-8 s και σε μετασταθερό επίπεδο - 10-2 ÷ 10-3 s.
Πίνακας 1.3
Ενέργεια, eV |
CO2 |
||||||||
W εκδίκηση |
|||||||||
Η διαδικασία διέγερσης των ατομικών σωματιδίων καθορίζει επίσης τον ιονισμό μέσω του λεγόμενου φαινομένου της διάχυσης της συντονισμένης ακτινοβολίας. Αυτό το φαινόμενο είναι ότι ένα διεγερμένο άτομο, επιστρέφοντας σε κανονική κατάσταση, εκπέμπει ένα κβάντο φωτός, το οποίο διεγείρει το επόμενο άτομο κ.ο.κ. Η περιοχή διάχυσης της συντονιστικής ακτινοβολίας καθορίζεται από τη μέση ελεύθερη διαδρομή φωτονίων λ ν, η οποία εξαρτάται
κόσκινα στην πυκνότητα των ατομικών σωματιδίων n. Άρα, σε n= 1016 cm-3 λ ν =10-2 ÷ 1
βλ.. Το φαινόμενο της διάχυσης της συντονιστικής ακτινοβολίας καθορίζεται επίσης από την παρουσία μετασταθερών επιπέδων.
Ο σταδιακός ιονισμός μπορεί να συμβεί σύμφωνα με διαφορετικά σχήματα: α) το πρώτο ηλεκτρόνιο ή φωτόνιο διεγείρει το ουδέτερο
σωματίδιο νετρονίου και το δεύτερο ηλεκτρόνιο ή φωτόνιο προσδίδει πρόσθετη ενέργεια στο ηλεκτρόνιο σθένους, προκαλώντας τον ιονισμό αυτού του ουδέτερου σωματιδίου.
Μέρος Ι. Κεφάλαιο 1. Ηλεκτρονικές και ιοντικές διεργασίες σε εκκένωση αερίου
άτομο, και αυτή τη στιγμή το διεγερμένο άτομο μεταβαίνει σε κανονική κατάσταση και εκπέμπει ένα κβάντο φωτός, το οποίο αυξάνει την ενέργεια
γ) Τέλος, δύο διεγερμένα άτομα βρίσκονται κοντά το ένα στο άλλο. Σε αυτή την περίπτωση, ένα από αυτά περνά σε κανονική κατάσταση και εκπέμπει ένα κβάντο φωτός, το οποίο ιονίζει το δεύτερο άτομο.
Πρέπει να σημειωθεί ότι ο σταδιακός ιονισμός γίνεται αποτελεσματικός όταν η συγκέντρωση ταχέων ηλεκτρονίων (με ενέργειες κοντά σε
έως W και ), φωτόνια και διεγερμένα άτομα είναι αρκετά μεγάλο. Αυτό είναι
συμβαίνει όταν ο ιονισμός γίνεται αρκετά έντονος. Με τη σειρά τους, τα φωτόνια που προσπίπτουν σε άτομα και μόρια μπορούν επίσης να προκαλέσουν διέγερση και ιονισμό (άμεση ή σταδιακά). Η πηγή των φωτονίων σε μια εκκένωση αερίου είναι η ακτινοβολία μιας χιονοστιβάδας ηλεκτρονίων.
1.6.1. Διέγερση και ιονισμός μορίων
Για τα μοριακά αέρια, είναι απαραίτητο να ληφθεί υπόψη η δυνατότητα διέγερσης των ίδιων των μορίων, τα οποία, σε αντίθεση με τα άτομα, εκτελούν περιστροφικές και δονητικές κινήσεις. Αυτές οι κινήσεις είναι επίσης κβαντισμένες. Η ενέργεια άλματος κατά την περιστροφική κίνηση είναι 10-3÷ 10-1 eV, και κατά τη διάρκεια της κίνησης δόνησης - 10-2 ÷ 1 eV.
Κατά τη διάρκεια μιας ελαστικής σύγκρουσης ενός ηλεκτρονίου με ένα άτομο, το ηλεκτρόνιο χάνει
ένα σημαντικό μέρος της ενέργειάς σας |
W=2 |
≈ 10 |
− 4 W . Όταν ένα |
|||
Όταν ένα ηλεκτρόνιο αλληλεπιδρά με ένα μόριο, το ηλεκτρόνιο διεγείρει την περιστροφική και δονητική κίνηση των μορίων. Στην τελευταία περίπτωση, το ηλεκτρόνιο χάνει ιδιαίτερα σημαντική ενέργεια μέχρι 10-1 ÷ 1 eV. Ως εκ τούτου, η διέγερση των δονητικών κινήσεων των μορίων είναι ένας αποτελεσματικός μηχανισμός για την εξαγωγή ενέργειας από ένα ηλεκτρόνιο. Παρουσία ενός τέτοιου μηχανισμού, η επιτάχυνση του ηλεκτρονίου παρεμποδίζεται και απαιτείται ισχυρότερο πεδίο ώστε το ηλεκτρόνιο να αποκτήσει επαρκή ενέργεια για ιονισμό. Επομένως, η διάσπαση ενός μοριακού αερίου απαιτεί υψηλότερη τάση από τη διάσπαση ενός ατομικού (αδρανούς) αερίου στην ίδια απόσταση μεταξύ των ηλεκτροδίων και την ίδια πίεση. Αυτό αποδεικνύεται από τα δεδομένα στον Πίνακα. 1.4, όπου συγκρίνονται οι τιμές του ατόμου λ t, S t και U pr
φυσικά και μοριακά αέρια σε ατμοσφαιρική πίεση και d = 1,3 cm.
Μέρος Ι. Κεφάλαιο 1. Ηλεκτρονικές και ιοντικές διεργασίες σε εκκένωση αερίου
Πίνακας 1.4 |
||||||||||
Χαρακτηριστικό γνώρισμα |
Όνομα αερίου |
|||||||||
S t 10 − 16, cm2 |
||||||||||
U pr, kV |
||||||||||
Από το τραπέζι 1.4 είναι σαφές ότι αν και οι διατομές μεταφοράς S t για μοριακή
Τα πολικά αέρια και το αργό είναι συγκρίσιμα, αλλά η τάση διάσπασης του αργού είναι σημαντικά χαμηλότερη.
1.7. Θερμικός ιονισμός
Σε υψηλές θερμοκρασίες, ο ιονισμός αερίου μπορεί να συμβεί λόγω της αύξησης της κινητικής ενέργειας των ατομικών σωματιδίων, που ονομάζεται θερμικός ιονισμός. Έτσι, για τους ατμούς Na, K, Cs, ο θερμικός ιονισμός είναι σημαντικός σε θερμοκρασία αρκετών χιλιάδων βαθμών και για τον αέρα σε θερμοκρασία περίπου 104 βαθμών. Η πιθανότητα θερμικού ιονισμού αυξάνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας και τη μείωση του δυναμικού ιοντισμού των ατόμων (μορίων). Σε συνηθισμένες θερμοκρασίες, ο θερμικός ιονισμός είναι ασήμαντος και μπορεί πρακτικά να έχει αποτέλεσμα μόνο όταν αναπτύσσεται εκκένωση τόξου.
Ωστόσο, πρέπει να σημειωθεί ότι το 1951, οι Hornbeck και Molnar ανακάλυψαν ότι όταν τα μονοενεργητικά ηλεκτρόνια περνούν μέσα από ψυχρά αδρανή αέρια, τα ιόντα σχηματίζονται με ενέργεια ηλεκτρονίων που αρκεί μόνο για να διεγείρει, αλλά όχι για να ιονίσει, τα άτομα. Αυτή η διαδικασία ονομάστηκε συνειρμικός ιονισμός.
Ο συνειρμικός ιονισμός παίζει μερικές φορές σημαντικό ρόλο στη διάδοση των κυμάτων ιονισμού και των εκκενώσεων σπινθήρα σε μέρη όπου υπάρχουν ακόμη πολύ λίγα ηλεκτρόνια. Τα διεγερμένα άτομα σχηματίζονται εκεί ως αποτέλεσμα της απορρόφησης των κβαντών φωτός που αναδύονται από ήδη ιονισμένες περιοχές. Σε μέτρια θερμαινόμενο αέρα, σε θερμοκρασίες 4000–8000 Κ, τα μόρια είναι επαρκώς διαχωρισμένα, αλλά εξακολουθούν να υπάρχουν πολύ λίγα ηλεκτρόνια για την ανάπτυξη χιονοστιβάδας. Ο κύριος μηχανισμός ιονισμού είναι μια αντίδραση στην οποία συμμετέχουν μη διεγερμένα άτομα Ν και Ο.
Ο συνειρμικός ιονισμός προχωρά σύμφωνα με το ακόλουθο σχήμα N + O + 2. 8 eV ↔ NO + + q. Η ενέργεια που λείπει των 2,8 eV λαμβάνεται από την κινητική ενέργεια της σχετικής κίνησης των ατόμων.
Ακριβώς όπως ένα ισχυρό ηλεκτρικό πεδίο απογυμνώνει τα ηλεκτρόνια από τα μέταλλα, τα αφαιρεί επίσης και από μεμονωμένα άτομα αερίου. Αυτό το φαινόμενο μερικές φορές ονομάζεται «αυτοϊονισμός» των ατόμων και ο λόγος του είναι εύκολο να κατανοηθεί αν λάβουμε υπόψη τον τύπο της δυναμικής ενέργειας ενός ηλεκτρονίου σε ένα άτομο παρουσία ενός εξωτερικού ηλεκτρικού πεδίου. Έστω η δυναμική ενέργεια ενός ηλεκτρονίου απουσία εξωτερικού πεδίου U(r).Εξωτερικό ηλεκτρικό πεδίο Οαφήστε το να κατευθυνθεί κατά μήκος του άξονα ΟΖ.Τότε ολόκληρη η δυναμική ενέργεια του ηλεκτρονίου είναι
Ρύζι. 6.1
Ας εξετάσουμε τη μορφή της καμπύλης δυναμικού στον άξονα OZ(x = y = 0, r = | z | ). Ελλείψει εξωτερικού πεδίου (o = 0) U" = U (r) και έχει τη μορφή που φαίνεται στο Σχ. 6.1 με τη διακεκομμένη γραμμή. Πρόσθετη δυναμική ενέργεια στο εξωτερικό πεδίο μιΟ zθα απεικονίζεται ως διακεκομμένη γραμμή αχ."Καμπύλη Συνολικής Δυναμικής Ενέργειας U,που προκύπτει από την προσθήκη φαίνεται στο Σχ. 6.1 συμπαγής γραμμή α"β"Και αβ.Το βλέπουμε γύρω από το σημείο z 0 σχηματίζεται ένα δυνητικό φράγμα, που χωρίζει τον χώρο σε δύο περιοχές: την εσωτερική z>z 0 και εξωτερική z<z 0 , καθένα από τα οποία έχει δυναμική ενέργεια U"πιο λιγο U" (ζ 0 ) = U Μ . Στο Σχ. Το 6.1 δείχνει επίσης δύο ενεργειακά επίπεδα E` και ΜΙ".Αν ενέργεια E = E" > U Μ , τότε το ηλεκτρόνιο δεν θα συγκρατηθεί κοντά στο άτομο, αλλά θα απομακρυνθεί στην αρνητική περιοχή z.Αν η ενέργεια των ηλεκτρονίων μι= ΜΙ"<U Μ , τότε, σύμφωνα με τους νόμους της κλασικής μηχανικής, το ηλεκτρόνιο θα παραμείνει στην εσωτερική περιοχή. Σύμφωνα με την κβαντομηχανική, σε αυτή την περίπτωση, η διαρροή μέσω του φραγμού θα εξακολουθεί να υπάρχει. Έτσι, δημιουργείται εδώ μια κατάσταση πραγμάτων που μοιάζει αρκετά με αυτή που συμβαίνει κατά τη διάρκεια της ραδιενεργής αποσύνθεσης.
Τώρα δεν είναι καθόλου δύσκολο να κατανοήσουμε τον λόγο για τον ιονισμό των ατόμων από το πεδίο. Όταν το πεδίο είναι ενεργοποιημένο, δημιουργείται ένα φράγμα μέσω του οποίου τα ηλεκτρόνια διεισδύουν στον εξωτερικό χώρο. Αν το ύψος του φραγμού U Τλιγότερη ενέργεια ηλεκτρονίων, τότε τα σωματίδια θα περάσουν ("πάνω από το φράγμα") σύμφωνα με την κλασική μηχανική. Επομένως, η κλασική μηχανική οδηγεί επίσης στη δυνατότητα ιονισμού ενός ατόμου από ένα εξωτερικό ηλεκτρικό πεδίο. Η μόνη διαφορά είναι ότι, σύμφωνα με τους νόμους της κβαντικής μηχανικής, αυτός ο ιονισμός πρέπει να συμβαίνει σε πεδία χαμηλότερα από αυτά που ορίζει η κλασική μηχανική, αφού, σύμφωνα με την κβαντομηχανική, για να είναι δυνατός ο ιονισμός, δεν είναι απαραίτητο το φράγμα να είναι χαμηλότερη από την ενέργεια των ηλεκτρονίων. Είναι σαφές, ωστόσο, ότι σε χαμηλά πεδία το φράγμα θα είναι πολύ ευρύ και η διαφάνειά του πολύ χαμηλή.
Το φαινόμενο του αυτοιονισμού μπορεί να παρατηρηθεί με αυτόν τον τρόπο: ας υποθέσουμε ότι παρατηρούμε κάποια φασματική γραμμή που προκαλείται από μια ηλεκτρονική μετάβαση από την κατάσταση Ε σε μι Ο(βλ. Εικ. 6. 1). Καθώς το ηλεκτρικό πεδίο αυξάνεται, αυτή η γραμμή θα μετατοπιστεί (φαινόμενο Stark) και εάν το πεδίο φτάσει σε τόσο μεγάλη τιμή ώστε η διαφάνεια του φραγμού να είναι υψηλή, τότε το ηλεκτρόνιο στην κατάσταση E θα πετάει πιο συχνά έξω από το άτομο, περνώντας από το φράγμα (ιονισμός), αντί να πέσει στην κατώτερη κατάσταση (ΜΙ Ο ), εκπέμποντας φως. Εξαιτίας αυτού, η φασματική γραμμή θα εξασθενήσει έως ότου τελικά εξαφανιστεί εντελώς. Αυτό το φαινόμενο μπορεί να παρατηρηθεί στη σειρά ατομικού υδρογόνου Balmer.
Για να μπορέσουμε να ανιχνεύσουμε τη δράση ενός ηλεκτρικού πεδίου διαφορετικής ισχύος, είναι διατεταγμένο έτσι ώστε διαφορετικά μέρη της φασματικής γραμμής να προκαλούνται από το φως που εκπέμπεται από άτομα που βρίσκονται σε πεδία διαφορετικής ισχύος. Δηλαδή, στον όγκο του φωτεινού αερίου το ηλεκτρικό πεδίο αυξάνεται προς την κατεύθυνση παράλληλη προς τη σχισμή του φασματοσκοπίου (μέχρι ένα ορισμένο όριο, έχοντας φτάσει στο οποίο πάλι
Εικόνα 6.2
πτώσεις). Η φωτογραφία (βλ. Εικ. 6.2) δείχνει τα αποτελέσματα ενός τέτοιου πειράματος. Τα γράμματα c, d, e, f, g δηλώνουν τις γραμμές της σειράς Balmer (H c - μετάβαση n = 4 > n = 2, N g -- μετάβαση n = 5 > n = 2, N d -- μετάβαση n = 6 > n = 2 και N e -- μετάβαση n = 7 > n = 2). Το εφαρμοζόμενο ηλεκτρικό πεδίο αυξάνεται από κάτω προς τα πάνω. Οι λευκές γραμμές στη φωτογραφία είναι γραμμές ίσης έντασης πεδίου. Από τη φωτογραφία μπορείτε να δείτε ότι οι γραμμές χωρίζονται πρώτα. Αυτή η διάσπαση αυξάνεται καθώς το πεδίο μεγαλώνει (από τη διάσπαση της γραμμής H είναι εύκολο να διακρίνει κανείς τη θέση της γραμμής μέγιστης έντασης πεδίου). Σε μια συγκεκριμένη ένταση πεδίου, η φασματική γραμμή εξαφανίζεται.
Η σύγκριση των γραμμών c, d, e, f δείχνει ότι εξαφανίζονται στην ακολουθία e, d, d (με τα πεδία που έχουν φτάσει, το c δεν εξαφανίζεται εντελώς). Αυτή είναι μια ακολουθία αυξανόμενης ενέργειας της διεγερμένης κατάστασης. Από το Σχ. 6.1 είναι σαφές ότι όσο μεγαλύτερη είναι η ενέργεια των ηλεκτρονίων, τόσο μικρότερο είναι το πλάτος και το ύψος του φραγμού για ένα δεδομένο πεδίο, δηλαδή τόσο μεγαλύτερη είναι η διαφάνειά του. Έτσι, η παρατηρούμενη ακολουθία στην εξαφάνιση των φασματικών γραμμών είναι πλήρως συνεπής με την ερμηνεία μας για αυτό το φαινόμενο ως αποτέλεσμα του φαινομένου της σήραγγας. Το γεγονός ότι τα κόκκινα συστατικά των διαχωρισμένων γραμμών εξαφανίζονται πριν από τα ιώδη λαμβάνει επίσης μια πλήρη εξήγηση όταν εξετάζουμε λεπτομερέστερα τις συναρτήσεις των ηλεκτρονικών κυμάτων. Δηλαδή, οι καταστάσεις που αντιστοιχούν σε γραμμές που μετατοπίζονται στην κόκκινη πλευρά έχουν την ιδιότητα ότι σε αυτές η ένταση του νέφους ηλεκτρονίων είναι μεγαλύτερη στην περιοχή φραγμού από ό,τι σε καταστάσεις για τα ιώδη συστατικά. Χάρη σε αυτό, ο ιονισμός προχωρά με πιο ευνοϊκό τρόπο.
Ας διατυπώσουμε κάπως πιο αναλυτικά τις συνθήκες κάτω από τις οποίες θα πρέπει να περιμένουμε την εξαφάνιση μιας φασματικής γραμμής σε ένα ηλεκτρικό πεδίο. Έστω η πιθανότητα της οπτικής μετάβασης ενός ηλεκτρονίου στην κατώτερη κατάσταση 1/φ (φ είναι η διάρκεια ζωής στη διεγερμένη κατάσταση). Η διάρκεια ζωής ενός ηλεκτρονίου σε διεγερμένη κατάσταση είναι f; 10 -8 δευτ.Η πιθανότητα μετάβασης ενός ηλεκτρονίου σε χαμηλότερη κατάσταση είναι 1 δευτθα είναι 1/f. Η πιθανότητα του φαινομένου της σήραγγας (ιονισμός) θα είναι ίση (η ίδια με τον υπολογισμό της ραδιενεργής διάσπασης) με τον αριθμό των κρούσεων ηλεκτρονίων στο εσωτερικό τοίχωμα του φραγμού δυναμικού σε 1 δευτερόλεπτο,πολλαπλασιαζόμενο με τον συντελεστή διαφάνειας ΡΕ.Ο αριθμός των κρούσεων στο φράγμα είναι, κατά σειρά μεγέθους, ίσος με v/2r 0 , Οπου v-- Ταχύτητα ηλεκτρονίων και r 0 -- ακτίνα φραγμού, περίπου ίση με την τροχιακή ακτίνα ΕΝΑ. Η ταχύτητα είναι ίση, πάλι με την τάξη μεγέθους, όπου |E| --ενέργεια ηλεκτρονίων και m-η μάζα του.
Επομένως, sec -1 (6.2)
(αφού. Κατά συνέπεια, η πιθανότητα αυτοιονισμού είναι 10 16 Δ δευτερόλεπτο -1
.
Για να επικρατήσει ο αυτοιονισμός (η προϋπόθεση για την εξαφάνιση της φασματικής γραμμής), είναι απαραίτητο να 1/f
εκπομπή φράγματος σήραγγας σχεδόν ακίνητη
Πιθανώς, όποιος ενδιαφέρεται τουλάχιστον σε κάποιο βαθμό για τις ακριβείς επιστήμες, έχει αναρωτηθεί τουλάχιστον μια φορά τι είναι ο ιονισμός; Αυτός ο ορισμός σημαίνει μια ενδόθερμη διαδικασία, ως αποτέλεσμα της οποίας σχηματίζονται ιόντα από ηλεκτρικά ουδέτερα σωματίδια (άτομα, μόρια). Ας ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά σε αυτή τη διαδικασία.
Τύποι ιοντισμού
Ο ιονισμός μπορεί να συμβεί με διαφορετικούς τρόπους, και ανάλογα με αυτό, μπορούν να σχηματιστούν τόσο θετικά όσο και αρνητικά ιόντα. Από το σχολείο, μας έλεγαν στα μαθήματα φυσικής ότι κάθε ηλεκτρόνιο κρατιέται κοντά στους ιδιοκτήτες του (άτομα) μέσω ενός ηλεκτρικού φραγμού, το οποίο τα εμποδίζει να διασκορπιστούν προς διαφορετικές κατευθύνσεις. Εξαιτίας αυτού, στην πραγματικότητα, υπάρχει το ίδιο το μόριο.
Ωστόσο, ένα ηλεκτρόνιο μπορεί να αποκτήσει αρκετή ενέργεια για να καταστρέψει το ηλεκτρικό φράγμα και να απελευθερωθεί από την κηδεμονία ενός ατόμου ή μορίου. Σε αυτή την περίπτωση, το ιόν γίνεται θετικό. Αντίστροφα, ένα αρνητικό ιόν σχηματίζεται με τη σύλληψη ενός επιπλέον ηλεκτρονίου. Η δύναμη που αναφέρθηκε δεν είναι άλλη από ενέργεια ιονισμού.
Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι αυτής της διαδικασίας:
- διαδοχική (κλασική)?
- ασυνεπής (κβαντική).
Σε αυτή την περίπτωση, ο πρώτος τύπος είναι μια διαδικασία που προχωρά σύμφωνα με γνωστούς φυσικούς νόμους. Ο κβαντικός ιονισμός μπορεί να διαταράξει ορισμένες κλασικές ιδέες για τη φυσική.
Σύμφωνα με τους νόμους της κλασικής φυσικής
Σύμφωνα με τους νόμους της φυσικής, με την κλασική έννοια σε σχέση με το ατομικό μοντέλο του Bohr, ο ατομικός και ο μοριακός ιονισμός είναι ντετερμινιστικές διαδικασίες. Δηλαδή, οποιοδήποτε πρόβλημα μπορεί να οριστεί και να λυθεί μέσω υπολογισμών. Με άλλα λόγια, για να βγει ένα ηλεκτρόνιο από τα όρια ενός ατόμου χρειάζεται ενέργεια που να υπερβαίνει την τιμή φραγμού.
Μπορείτε να κάνετε μια σύγκριση με ένα άτομο: για να πηδήξει πάνω από έναν τοίχο μήκους ενός μέτρου, πρέπει να πηδήξει στο ίδιο ύψος ή ακόμα περισσότερο, για να είστε σίγουροι. Το ίδιο ισχύει και για το μοντέλο Bohr - το ηλεκτρόνιο δεν θα μπορεί να διαφύγει χωρίς να υπερβεί το εμπόδιο ίσο με 13,6 eV. Τουλάχιστον, χρειάζεται να έχει το ίδιο φορτίο ενέργειας.
Τι είναι όμως ο διαδοχικός ιονισμός; Η ουσία του βρίσκεται στο ίδιο το όνομα. Δηλαδή, η τιμή χρέωσης αλλάζει μόνο διαδοχικά και τίποτα άλλο. Για παράδειγμα, ένα ιόν μπορεί να λάβει φορτίο +2 μόνο από ένα άλλο ιόν, το οποίο έχει αυτή την τιμή ίση με +1 ή +3. Με άλλα λόγια, η χρέωση αλλάζει στον προηγούμενο ή τον επόμενο διπλανό αριθμό.
Θετικά ιόντα
Σύμφωνα με την αρχή που συζητήθηκε παραπάνω, η ενέργεια που θα δαπανηθεί για την απελευθέρωση ενός ηλεκτρονίου πρέπει να είναι ίση ή και να υπερβαίνει τη διαφορά δυναμικού μεταξύ του τρέχοντος ατομικού δεσμού (μοριακό τροχιακό) και του τροχιακού υψηλότερου επιπέδου.
Η απορροφούμενη ενέργεια μπορεί να είναι μεγαλύτερη από το δυναμικό, τότε δεν υπάρχουν εμπόδια για το ηλεκτρόνιο και γίνεται ελεύθερο. Διαφορετικά, το σωματίδιο θα παραμείνει σε διεγερμένη κατάσταση μέχρι να διαλυθεί η ενέργεια και να πάει σε ουδέτερη κατάσταση.
Αρνητικά ιόντα
Όπως είναι ήδη γνωστό από όσα περιγράφηκαν παραπάνω, ότι κατά τη διάρκεια του ιονισμού ένα τέτοιο ελεύθερο ηλεκτρόνιο πρέπει να έχει υψηλή ενέργεια ή, σε ακραίες περιπτώσεις, να έχει την ίδια ισχύ με την τιμή του φραγμού για να το ξεπεράσει. Και αν το έχει, τότε το ηλεκτρόνιο παραμένει με ελάχιστο ενεργειακό φορτίο, και όλα τα άλλα διαλύονται. Διαφορετικά, υπόκειται στην ηλεκτροστατική δύναμη που περιγράφεται από το νόμο του Coulomb σε σχέση με το φράγμα δυναμικής ενέργειας.
Κβαντική διαδικασία
Ο Heinrich Hertz ανακάλυψε το 1887 ότι τα ηλεκτρόνια μπορούν να εκτοξευθούν από το σώμα υπό την επίδραση του φωτός, γεγονός που οδήγησε στην ανακάλυψη του φωτοηλεκτρικού φαινομένου. Ωστόσο, αυτό έρχεται σε αντίθεση με την κυματική θεωρία του φωτός, η οποία δεν είναι σε θέση να εξηγήσει τους νόμους που συμβαίνουν σε αυτό, καθώς και τη διαίρεση της ενέργειας στο φάσμα της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας.
13 χρόνια αργότερα, ένας άλλος θεωρητικός φυσικός από τη Γερμανία, ο Max Planck, διαπίστωσε ότι τα σώματα είναι ικανά όχι μόνο να απορροφούν ηλεκτρομαγνητική ενέργεια, αλλά και να την εκπέμπουν. Επιπλέον, αυτό γίνεται σε ορισμένες μερίδες ή κβάντα. Σε κάποιο βαθμό, αυτό εξηγούσε τον ιονισμό των ατόμων.
Το 1905, ο Άλμπερτ Αϊνστάιν προσπάθησε να καταλήξει σε μια υπόθεση για να εξηγήσει την κβαντική θεωρία. Τα φωτόνια, τα οποία μπορούν είτε να εκπέμπονται είτε να απορροφηθούν, παρέχουν στα ηλεκτρόνια αρκετή ενέργεια για να ξεπεράσουν το φράγμα του δυναμικού. Σε αυτή την περίπτωση μιλάμε για κβαντικό ιονισμό.
Αεροπορικό περιβάλλον
Τι γίνεται με τον ιονισμό του αέρα; Όπως γνωρίζουμε, αυτό είναι το περιβάλλον που είναι απαραίτητο για την ύπαρξη όλης της ζωής στη γη. Επιπλέον, περιέχει διάφορα αέρια, τα περισσότερα από τα οποία είναι οξυγόνο και άζωτο. Ανάλογα με τη γεωγραφική θέση, η σύνθεση του αέρα είναι διαφορετική. Για παράδειγμα, στην ακτή της θάλασσας αραιώνεται με σωματίδια νερού παρόμοια με το ανθρώπινο πλάσμα αίματος.
Όπως γνωρίζουμε τώρα, ο ιονισμός είναι μια διαδικασία με την οποία σχηματίζονται θετικά και αρνητικά ιόντα. Τι είναι όμως ο ιονισμός του αέρα; Ακολουθεί η απάντηση. Αξίζει να σημειωθεί ότι αυτή η διαδικασία συμβαίνει υπό την επίδραση διαφόρων παραγόντων:
- ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία;
- ηλεκτρικό πεδίο;
- υψηλή θερμοκρασία.
Σε αυτή την περίπτωση, η ίδια η διαδικασία μπορεί να προχωρήσει ανάλογα με τη φύση του σχηματισμού ιόντων και να είναι:
- φυσικός;
- τεχνολογικός;
- τεχνητός.
Συνήθως, τα θετικά ιόντα είναι επιβλαβή για τον ανθρώπινο οργανισμό, καθώς μπορούν να προκαλέσουν κόπωση και πονοκεφάλους. Επίσης, λόγω της ανεπαρκούς ποσότητας οξυγόνου που εισέρχεται στο αίμα, ο παλμός και η αναπνοή γίνονται πιο συχνοί. Τα αρνητικά ιόντα φέρνουν οφέλη.
Τα οφέλη του ιονισμένου αέρα
Όπως σημειώνουν πολλοί ειδικοί, ο ιονισμένος αέρας έχει θετική επίδραση στο σώμα μας.
Κάθε φορά που εισπνέετε, η γενική κατάσταση του ατόμου βελτιώνεται, γεγονός που οδηγεί σε θετικά αποτελέσματα:
- το επίπεδο απόδοσης αυξάνεται.
- η ανοσία ενισχύεται.
- η κατάθλιψη φεύγει.
- ο ύπνος επανέρχεται στο φυσιολογικό.
Είναι πλέον σαφές τι είναι ο ιονισμός του αέρα. Γενικά, χάρη σε αυτή τη διαδικασία, δημιουργείται ένα ευνοϊκό μικροκλίμα στο δωμάτιο. Άλλοι μάλιστα πιστεύουν ότι αυτός είναι ένας σίγουρος τρόπος για να επιτευχθεί μακροζωία. Επιπλέον, αυτή η διαδικασία σάς επιτρέπει να εξαλείψετε τον καπνό του τσιγάρου, τους μύκητες με τα σπόρια τους, καθώς και άλλους ιούς, μικρόβια και αιτιολογικούς παράγοντες ορισμένων ασθενειών.
Φυσικοί και τεχνητοί ιονιστές
Παράδειγμα φυσικού ιονισμού είναι η ίδια η φύση, για την οποία χρησιμοποιούνται φυτά. Και αυτά είναι κυρίως κωνοφόρα δέντρα (πεύκο, έλατο). Ο αέρας εμπλουτίζεται με ιόντα σε διαφορετικές χρονικές στιγμές υπό την επίδραση των ακόλουθων παραγόντων:
- καταιγίδες?
- υπεριώδεις ακτίνες;
- σε μέρη όπου το νερό συνθλίβεται (καταρράκτες).
- Ακτινογραφία ή θερμική ακτινοβολία.
Στα μέσα του περασμένου αιώνα, ο διάσημος Ρώσος επιστήμονας A.L. Ο Chizhevsky ανέπτυξε έναν ιονιστή αέρα για να πραγματοποιήσει τεχνητό ιονισμό του αέρα. Με τη βοήθειά του πραγματοποιήθηκαν σύντομες υγειονομικές διαδικασίες υπό την αυστηρή επίβλεψη ιατρικού προσωπικού.
Μια άλλη από τις συσκευές του ονομάζεται ο πολυέλαιος Chizhevsky, ο οποίος για κάποιο λόγο ονομάστηκε λανθασμένα λάμπα. Παρήγαγε μόνο αρνητικά ιόντα, αλλά ταυτόχρονα σχηματίστηκε πολύ όζον - περισσότερο από τον επιτρεπόμενο κανόνα.
Υδάτινο περιβάλλον
Τώρα ήρθε η ώρα να εξοικειωθείτε με τον ιονισμό του νερού. Ακριβώς όπως ο αέρας, είναι ένα ζωτικό μέσο. Υπάρχει περισσότερο νερό στον πλανήτη από ό,τι στη γη, είμαστε όλοι υγρά κατά τα 2/3, και επιπλέον, πολλές διαδικασίες στη γη δεν μπορούν να κάνουν χωρίς τη συμμετοχή του. Και με την εξαφάνιση του νερού, όλη η ζωή στη Γη θα πάψει να υπάρχει.
Ανάλογα με την πηγή, τα μόρια του νερού μπορεί να διαφέρουν σε διαφορετικές παραμέτρους, και μία από αυτές είναι το σύμπλεγμα νερού. Τι είναι? Πρόκειται για μια συλλογή μορίων που συνδέονται μεταξύ τους μέσω δεσμών υδρογόνου. Μετριέται σε Hertz (Hz). Για διαφορετικούς τύπους νερού έχει ως εξής:
- στην παροχή νερού - 106;
- για το νερό της βροχής - 119;
- για την άνοιξη - 122?
- για αποσταγμένο - 118;
- στο πηγάδι - 105;
- για ορυκτό - 94;
- για ιονισμένο - 48.
Είναι τα μικρότερα μεγέθη συστάδων που επιτρέπουν στο ιονισμένο νερό να διεισδύει αποτελεσματικά στους αφυδατωμένους ιστούς του ανθρώπινου σώματος. Επιπλέον, έχει πολύ χαμηλή επιφανειακή τάση.
Τα οφέλη του ιονισμένου νερού
Όσο για τη λειτουργία ιονισμού, το νερό που έχει υποστεί αυτή τη διαδικασία είναι εξίσου χρήσιμο με τον αέρα. Μπορεί να ονομαστεί ακόμη και ζωντανό νερό, και στην ουσία του είναι ένα φυσικό βιοδιεγερτικό. Χάρη σε αυτό, ενεργοποιούνται όλες οι διεργασίες στο σώμα, γεγονός που οδηγεί σε βελτίωση της όρεξης, του μεταβολισμού και της γενικής ευεξίας.
Επιπλέον, μπορούν να επισημανθούν οι ακόλουθες ευεργετικές ιδιότητες του ιονισμένου ζωντανού νερού:
- Προωθεί την ταχύτερη επούλωση των πληγών.
- Έχει ευεργετική επίδραση στο δέρμα, μαλακώνοντάς το.
- Λειαίνει τις ρυτίδες.
- Λύνει το πρόβλημα της πιτυρίδας και βελτιώνει την όψη των μαλλιών.
Το σώμα μας υφίσταται συνεχώς μεταβολισμό, με αποτέλεσμα τα παλιά (νεκρά) κύτταρα να μετατρέπονται σε απόβλητα. Και το αποτέλεσμα του μεταβολισμού είναι τα όξινα απόβλητα, τα οποία το σώμα μας απαλλάσσεται μέσω της ούρησης και της εφίδρωσης.
Τι είναι όμως ο ιονισμός και πώς μπορούν όλα αυτά να σχετίζονται με την υγεία; Το γεγονός είναι ότι τα λαμπερά συντρίμμια μπορεί επίσης να είναι στερεά (χοληστερόλη, λιπαρά οξέα, πέτρες στα νεφρά κ.λπ.). Με τον καιρό συσσωρεύεται στον οργανισμό μας, οδηγώντας σε γήρανση και διάφορες ασθένειες. Το νερό, το οποίο χαρακτηρίζεται από μικρό μέγεθος συστάδας (ιονισμένο), βοηθά να απαλλαγούμε από τα περιττά υπολείμματα. Εξάλλου, όσο λιγότερα όξινα απόβλητα υπάρχουν στο σώμα, τόσο πιο αργή είναι η διαδικασία γήρανσης.
Ταυτόχρονα, ένα τέτοιο νερό δεν είναι θεραπεία για όλες τις ασθένειες. Παρόλα αυτά, η τακτική χρήση του θα βοηθήσει στην αναζωογόνηση του οργανισμού, αυξάνοντας την ανοσία του.
Φροντίδα μαλλιών
Τα μαλλιά μας χρειάζονται επίσης ποιοτική περιποίηση και προστασία. Σχεδόν όλες οι γυναίκες σε όλο τον κόσμο περνούν λίγο χρόνο μπροστά στον καθρέφτη για να τακτοποιήσουν τα μαλλιά τους.
Παραπάνω συζητήσαμε παραδείγματα για το πώς ο ιονισμός έχει ευεργετική επίδραση στον ανθρώπινο οργανισμό, ενισχύοντας την ανοσία του. Τώρα είναι η σειρά να ιονίσετε τα μαλλιά. Ορισμένοι κατασκευαστές προϊόντων ομορφιάς έχουν ήδη συνειδητοποιήσει τι είναι και τώρα η αγορά έχει γεμίσει με πολυάριθμα πιστολάκια μαλλιών με ιονισμό. Τι κάνει αυτό το νέο χαρακτηριστικό;
Όπως καταλαβαίνετε τώρα, δεν υπάρχουν μόνο θετικά, αλλά και αρνητικά σωματίδια και τα πρώτα έχουν κακή επίδραση στο ανθρώπινο σώμα. Αυτό είναι ιδιαίτερα αισθητό στα μαλλιά. Για παράδειγμα: η συσσώρευση θετικών ιόντων οδηγεί σε ηλεκτρισμό τους, ισχυρό χνούδι και γίνονται απείθαρχα.
Τα αρνητικά σωματίδια έχουν ευεργετική επίδραση: τα μαλλιά γίνονται διαχειρίσιμα και ενυδατώνονται καλύτερα λόγω της ομοιόμορφης κατανομής της υγρασίας. Αποκτούν επίσης λάμψη και απαλότητα. Με άλλα λόγια, μια τέτοια διαδικασία, ή μάλλον ο βαθμός ιοντισμού, είναι ένα μεγάλο συν για κάθε άτομο.
Ο ιονισμός, η διαδικασία διαχωρισμού των ηλεκτρονίων από ένα ουδέτερο άτομο ή μόριο, είναι δυνατός με την κατανάλωση ενέργειας για να ξεπεραστεί η έλξη μεταξύ του εκτινασσόμενου ηλεκτρονίου και του υπόλοιπου ατόμου. Αυτή η ενέργεια ονομάζεται έργο ιοντισμού Α. Εάν ιόντα σχηματίζονται μετά από σύγκρουση ενός γρήγορου ηλεκτρονίου με ένα άτομο, τότε αυτός ο ιονισμός ονομάζεται ιοντισμός κρούσης.
Η μικρότερη τιμή της κινητικής ενέργειας των ηλεκτρονίων στην οποία λαμβάνει χώρα ο ιονισμός είναι ελαφρώς μεγαλύτερη από το έργο ιοντισμού A i: A i = (mv 2 /2)/(1+m/M).
Ο λόγος των μαζών του ηλεκτρονίου και του ατόμου είναι πάντα μια μικρή τιμή, για παράδειγμα για το άτομο υδρογόνου m/M=5,443x10 -4, και η τιμή σε παρένθεση είναι κοντά στη μονάδα. Η διαφορά δυναμικού, κατά τη διέλευση της οποίας ένα ηλεκτρόνιο ή ένα άλλο σωματίδιο με το ίδιο φορτίο αποκτά κινητική ενέργεια ίση με το έργο ιοντισμού, ονομάζεται δυναμικό ιοντισμού: V i:V i = A i /e.
Ο πιο ακριβής τρόπος για τον προσδιορισμό του δυναμικού ιοντισμού είναι η μέτρηση των μεταβατικών ενεργειών των ατόμων μελετώντας τα φάσματα γραμμής τους. Ο πιο προφανής τρόπος είναι να μετρηθεί το δυναμικό μεταξύ της καθόδου K και του πλέγματος C του σωλήνα εκκένωσης αερίου JI (βλ. σχήμα). Εάν η πίεση στον σωλήνα είναι χαμηλή, τότε τα ηλεκτρόνια που εκπέμπονται από τη θερμαινόμενη κάθοδο στο διάκενο K - C δεν συγκρούονται με μόρια αερίου. Υπό αυτές τις συνθήκες, η ενέργεια των ηλεκτρονίων που διέρχονται από το πλέγμα θα είναι ίση με V e . Τέτοια ηλεκτρόνια δεν θα μπορούν να φτάσουν στον συλλέκτη K 2, αφού το δυναμικό του είναι μικρότερο από V e κατά την ποσότητα ∆V. Ως αποτέλεσμα, το ρεύμα στο γαλβανόμετρο G θα είναι μηδέν. Όταν το V αυξάνεται σε τιμές V > V min, θα εμφανιστεί ένα ρεύμα στο κύκλωμα του γαλβανόμετρου: στον όγκο C - K 2 σχηματίζονται θετικά ιόντα, τα οποία έλκονται από τον συλλέκτη K 2
Ο ιονισμός κρούσης ηλεκτρονίων είναι ένας από τους πολλούς τρόπους παραγωγής ιόντων. Σε ένα αέριο που θερμαίνεται σε υψηλή θερμοκρασία, όπως στο ηλιακό στέμμα, τα άτομα ιονίζονται συγκρουόμενοι μεταξύ τους. Υπάρχουν πολλά ιόντα σε μια κανονική φλόγα. Έτσι, ένα αναμμένο κερί εκφορτώνει ένα ηλεκτροσκόπιο.
Τα κβάντα της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας εξουδετερώνουν τα ηλεκτρόνια από τα άτομα εάν έχουν επαρκή ενέργεια. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται φωτοϊονισμός. Οι ακτίνες Χ και τα γ-κβάντα (βλέπε ακτινοβολία γάμμα) αφήνουν ίχνη ιονισμένων ατόμων στα αέρια.
Σε ένα αέριο που θερμαίνεται σε υψηλή θερμοκρασία, τα άτομα κινούνται με μεγάλη ταχύτητα και, συγκρουόμενοι μεταξύ τους, χάνουν ηλεκτρόνια. Αυτός ο τύπος ιονισμού αερίου είναι ο θερμικός ιονισμός. Εάν η θερμοκρασία μιας ουσίας φτάσει πολλά δισεκατομμύρια βαθμούς, τα άτομα χάνουν όλα τα ηλεκτρόνια τους και σχηματίζεται ένα μείγμα ατομικών πυρήνων και ηλεκτρονίων - πλάσμα υψηλής θερμοκρασίας. Τα άτομα που έχουν χάσει πολλά ηλεκτρόνια ονομάζονται πολλαπλά φορτισμένα ιόντα. Στην ηλιακή ακτινοβολία ανακαλύφθηκαν αρκετά φάσματα που δεν συμπίπτουν με κανένα φάσμα του νέου στοιχείου. Φαινόταν ότι είχε ανακαλυφθεί μια ολόκληρη ομάδα στοιχείων που δεν είχαν ακόμη ανακαλυφθεί. Ωστόσο, σύντομα έγινε σαφές ότι τα ασυνήθιστα φάσματα ανήκαν σε πολλαπλά φορτισμένα ιόντα συνηθισμένων στοιχείων, και μόνο το ήλιο ήταν ένα νέο στοιχείο, που ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά στον Ήλιο από το φάσμα του.
- Σε επαφή με 0
- Google+ 0
- Εντάξει 0
- Facebook 0
