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 измеренийВ 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 столкновенияРаботы 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 пробу и чтобы их число было равно числу ионов, создаваемых шектронным пучком на участке длиной
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 Для определения абсолютных значений <та требуется измерение абсолютных значений 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
|
1 |
Оглавление
|