Главная > Газовые лазеры
НАПИШУ ВСЁ ЧТО ЗАДАЛИ
СЕКРЕТНЫЙ БОТ В ТЕЛЕГЕ
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Пред.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
447
448
449
450
451
452
453
454
455
456
457
458
459
460
461
462
463
464
465
466
467
468
469
470
471
472
473
474
475
476
477
478
479
480
481
482
483
484
485
486
487
488
489
490
491
492
493
494
495
496
497
498
499
500
501
502
503
504
505
506
507
508
509
510
511
512
513
514
515
516
517
518
519
520
521
522
523
524
525
526
527
528
529
530
531
532
533
След.
Макеты страниц

Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше

Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике

ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO

2.4. Методы измерений

В этом разделе кратко описываются различные экспериментальные методы, используемые для изучения свойств газов, связанных с прилипанием. Мы преследуем цель — дать читателю представление об основных принципах рассматриваемых методов и об их относительной эффективности для всех этих методов одинаково

важным является вопрос о сравнимости и совместимости результатов, полученных в различного рода экспериментах.

В начале настоящей главы было сказано, почему мы придерживаемся точки зрения, что экспериментальные данные должны прямо или косвенно давать абсолютное значение сечения исследуемой реакции либо набор таких сечений. Тогда точное соотнесение различных наборов основных экспериментальных данных состоит в проверке их взаимной согласованности с расчетными значениями сечений или наборов сечений. В особенности это касается экспериментов, выполненных для различных газовых смесей методами электронного облака или послесвечения.

2.4.1. Измерение полного сечения прилипания методом однократного столкновения

Работы Тэйта и Смита [92], а также Раппа и Бриглиа [78] можно рассматривать как примеры применения метода однократных столкновений для измерения сечения прилипания. Читателя, интересующегося деталями метода, мы отсылаем к указанным работам, а также к работе Раппа и Энгландер-Голдена [79], посвященной измерению сечения образования положительных ионов, а также к обзорной статье Киффера и Данна [55], в которой обсуждаются трудности, присущие подобным экспериментам.

Основную идею метода поясняет рис. 2, на котором изображена схема типичного эксперимента. В нем используется камера, содержащая исследуемый газ при данном давлении. Электронный пучок, создаваемый электронной пушкой, ускоряется под действием данного напряжения и с известной энергией проходит через камеру. Для того чтобы пучок при прохождении через камеру не пересекался с диафрагмами, его ограничивают соленоидальным магнитным полем напряженностью в несколько сотен гаусс. После прохождения камеры пучок собирается коллекторным электродом с соответствующим запирающим потенциалом, что позволяет измерить параметры пучка. Ионы, образующиеся внутри камеры, движутся под действием приложенного аксиального магнитного и поперечного электрического полей. Электрическое поле создается соответствующими плоскими отклоняющими электродами, расположенными обычно параллельно и симметрично относительно оси пучка. Коллектор ионов длиной имеет защитные пластины, размеры которых сравнимы с Задача состоит в том, чтобы ионы, собираемые на плоском электроде длиной представляли собой соответствующую

пробу и чтобы их число было равно числу ионов, создаваемых шектронным пучком на участке длиной . В этом случае сечение образования ионов дается выражением где — измеряемый ионный ток, — измеряемый ток электронов и — концентрация молекул газа в камере.

Рис. 2. Схема экспериментальной установки, используемой для измерения полных сечений прилипания или сечений ионизации с помощью электронного пучка методом однократных столкновений. В нижней части рисунка показано распределение потенциала V вдоль электронного пучка, необходимое для работы в условиях, когда энергия электронов приближается к нулевой

Выражение (21) написано в предположении, что преобладают условия однократного столкновения. Это обеспечивается тем, что эксперимент проводится при достаточно низком давлении, т. е. выполняется условие где — полное сечение рассеяния.

Для определения абсолютных значений <та требуется измерение абсолютных значений и Можно избежать некоторых трудностей, связанных с данным методом, если провести сначала измерения для уже известного сечения. При этом, в частности, удобным может быть использование полного сечения образования положительных ионов в том же газе, поскольку тогда отпадает необходимость точного измерения давления. Однако из-за возможно

более высокой кинетической энергии отрицательных ионов может оказаться неверным предположение о том, что они собираются коллектором столь же эффективно, как и положительные ионы. Поэтому, а также по ряду других причин, которые обсуждаются в работе Спенса и Щульца [87], в некоторых случаях оказывается более предпочтительным проводить калибровку по отношению к уже известным сечениям прилипания.

Существуют трудности в обеспечении собирания на коллекторе всех фрагментарных ионов, поскольку в некоторых случаях фрагменты образуются со значительной кинетической энергией, достигающей нескольких электронвольт. Поэтому с целью правильного измерения как функциональной зависимости сечения, так и его абсолютных значений необходимо соблюдать большие предосторожности. Для двухаюмных молекул эта проблема может оказаться особенно серьезной, поскольку в случае таких молекул избыточная энергия должна перераспределиться в виде поступательной энергии между двумя атомарными фрагментами.

При измерении сечения прилипания с использованием электронного пучка возникает еще одна трудность. Дело в том, что интересующий нас диапазон энергий электронов лежит обычно ниже 10 эВ, а в некоторых случаях простирается вплоть до 0 эВ. Кроме того, во многих случаях зависимость сечений от энергии имеет сложную структуру, с узкими и резкими вертикальными пиками. Поэтому точность измерений существенно зависит от того, насколько тщательно выполнена калибровка энергетической шкалы электронов Необходимо также использовать электронный пучок с монохроматичностью —0,10 эВ и выше.

Для многих газов сечение прилипания велико при нулевой энергии электронов и быстро спадает с ее ростом. При энергиях электронов, меньших 0,1 эВ, измерение сечений методом электронного пучка в столкновительной камере чрезвычайно затруднено. Полное обсуждение этих трудностей выходит за рамки настоящей главы, но следует заметить, что, по опыту автора, трудности в данном случае таковы, что в экспериментах, в которых отсутствует должный контроль, измерения при столь низких энергиях могут приводить к очень большим ошибкам любого знака, хотя при высоких энергиях этот метод давал достаточно точные результаты. Следовательно, для сечений, полученных при очень низких энергиях электронов, необходимо использовать любой случай для проверки. Эту проверку необходимо проводить путем сравнения с результатами надежных измерений, выполненных методом электронного облака или в экспериментах с послесвечением.

Метод однократных столкновений, используемый при измерениях очень малых сечений прилипания также приводит к определенным трудностям, связанным с проблемой выделения рассеянных электронов, особенно тех, которые подвергаются неупругому рассеянию. Обычно процессы со столь малыми сечениями прилипания не имеют существенного значения в задачах моделирования плазмы активных сред лазеров,

1
Оглавление
email@scask.ru