Ionlanish

Magnitosfera boʻylab harakatlanadigan quyosh shamoli Yerning termosferasi yoki ekzosferasidagi zaryadlangan zarrachalarning harakatini oʻzgartiradi va bu zarralarning ionlashuvi natijasida ular turli rangdagi yorugʻlik chiqaradi va shu bilan qutb mintaqalari yaqinida Auroralarni hosil qiladi.

Ionlanish – bu atom yoki molekulaning elektron olish yoki yoʻqotish orqali manfiy yoki musbat zaryadga ega boʻlish jarayonidir. Koʻpincha, boshqa kimyoviy oʻzgarishlar bilan birga. Olingan elektr zaryadlangan atom yoki molekula ion deyiladi. Ionlanish subatomik zarralar bilan toʻqnashuvdan keyin elektronni yoʻqotish, boshqa atomlar, molekulalar va ionlar bilan toʻqnashuv yoki elektromagnit nurlanish bilan oʻzaro taʼsir qilish natijasida yuzaga kelishi mumkin. Geterolitik bogʻlanishning ajralishi va geterolitik oʻrnini bosish reaksiyalari natijasida ion juftlari paydo boʻlishi mumkin. Ionizatsiya ichki konversiya jarayoni orqali radioaktiv parchalanish orqali sodir boʻlishi mumkin, bunda qoʻzgʻatilgan yadro oʻz energiyasini ichki qobiq elektronlaridan biriga oʻtkazadi va bu uning chiqarilishiga olib keladi.

Foydalaniladi

Gazni ionlashning kundalik misollari, masalan, lyuminestsent chiroq yoki boshqa elektr lampalarida. Bundan tashqari, u Geiger-Myuller hisoblagichi yoki ionlash kamerasi kabi radiatsiya detektorlarida ham qoʻllanadi. Ionlash jarayoni fundamental fanda (masalan, mass-spektrometriya) va sanoatda (masalan, radiatsiya terapiyasi) turli jihozlarda keng qoʻllanadi.

Ionlarni ishlab chiqarish

Ikki elektrod oʻrtasida hosil boʻlgan elektr maydonida koʻchki effekti. Dastlabki ionlanish hodisasi bitta elektronni chiqaradi va har bir keyingi toʻqnashuv yana bir elektronni chiqaradi, shuning uchun har bir toʻqnashuvdan ikkita elektron paydo boʻladi: ionlashtiruvchi elektron va boʻshatilgan elektron.

Salbiy zaryadlangan ionlar erkin elektron atom bilan toʻqnashganda hosil boʻladi va keyinchalik elektr potentsial toʻsigʻi ichida qolib, ortiqcha energiyani chiqaradi. Jarayon elektron tutib ionlash deb nomlanadi.

Ijobiy zaryadlangan ionlar zaryadlangan zarralar (masalan, ionlar, elektronlar yoki pozitronlar) yoki fotonlar bilan toʻqnashuvda energiya miqdorini bogʻlangan elektronga oʻtkazish orqali hosil boʻladi. Kerakli energiyaning chegara miqdori ionlanish potentsiali deb nomlanadi. Bunday toʻqnashuvlarni oʻrganish fizikaning hal qilinmagan asosiy muammolaridan biri boʻlgan oz sonli jismlar muammosi uchun fundamental ahamiyatga ega. Kinematik jihatdan tugallangan tajribalar, yaʼni barcha toʻqnashuv boʻlaklarining toʻliq impuls vektori (tarqalgan snaryad, orqaga qaytuvchi nishon-ion va chiqarib yuborilgan elektron) aniqlangan tajribalar kam sonli toʻqnashuvlarni nazariy tushunishda katta yutuqlarga erishdi. – soʻnggi yillarda tanadagi muammo.

Atom barqarorlashuvi

Atomlarning MPI tezligini hisoblashda faqat kontinuum holatlariga oʻtish hisobga olinadi. Agar asosiy holat va baʼzi hayajonlangan holatlar oʻrtasida multifotonli rezonans boʻlmasa, bunday yaqinlashish maqbuldir. Biroq, impulsli lazerlar bilan oʻzaro taʼsir qilishning haqiqiy holatida, lazer intensivligining evolyutsiyasi jarayonida, erning har xil Stark siljishi va qoʻzgʻatilgan holatlar tufayli, baʼzi bir hayajonlangan holat asosiy holat bilan multifotonli rezonansga kirishi mumkin. Kiyingan atom rasm ichida, zamin davlat tomonidan kiyingan $m$ fotonlar va rezonans holati rezonans intensivligida chetlab oʻtishdan oʻtadi $I_{r}$. Minimal masofa, $V_{m}$, chetlab oʻtishda umumiy Rabi chastotasiga proportsionaldir, $\Gamma (t)=\Gamma _{m}I(t)^{m/2}$ ikki davlatni birlashtiradi. Story va boshqalarga koʻra, asosiy holatda qolish ehtimoli, $P_{g}$, tomonidan berilgan

$P_{g}=\exp \left(-{\frac {2\pi W_{m}^{2}}{\mathrm {d} W/\mathrm {d} t}}\right)$

qayerda $W$ ikki kiyingan davlat oʻrtasidagi vaqtga bogʻliq energiya farqidir. Qisqa impuls bilan oʻzaro taʼsirda, agar dinamik rezonansga pulsning koʻtarilgan yoki pasaygan qismida erishilsa, populyatsiya deyarli asosiy holatda qoladi va multifoton rezonanslarning taʼsirini eʼtiborsiz qoldirishi mumkin. Biroq, agar davlatlar pulsning eng yuqori choʻqqisida rezonansga kirsa, qaerda $\mathrm {d} W/\mathrm {d} t=0$, keyin hayajonlangan davlat toʻldiriladi. Toʻldirilgandan soʻng, qoʻzgʻatilgan holatning ionlanish potentsiali kichik boʻlgani sababli, elektron bir zumda ionlanishi kutiladi.

1992-yilda de Bur va Myuller qisqa lazer impulslariga duchor boʻlgan Xe atomlari juda qoʻzgʻaluvchan 4f, 5f va 6f holatlarida omon qolishi mumkinligini koʻrsatdi. Ushbu holatlar lazer impulsining koʻtarilgan qismi paytida darajalarning koʻp fotonli rezonansga dinamik Stark siljishidan hayajonlangan deb hisoblangan. Lazer pulsining keyingi evolyutsiyasi bu holatlarni toʻliq ionlashtirmadi va orqada baʼzi yuqori qoʻzgʻaluvchan atomlarni qoldirdi. Biz bu hodisani „aholi tuzogʻi“ deb ataymiz.

+++ Lambda tipidagi populyatsiyani tutishning sxematik taqdimoti. G – atomning asosiy holati. 1 va 2 ikkita degenerativ qoʻzgʻaluvchan holatdir. Populyatsiya multifoton rezonansi tufayli shtatlarga koʻchirilgandan soʻng, bu holatlar c kontinuum orqali bogʻlanadi va populyatsiya bu holatlarning superpozitsiyasida tuzoqqa tushadi.

Ketma-ket boʻlmagan koʻp ionlanish

Kuchli lazer maydonlari taʼsirida atomlarning ketma-ket boʻlmagan ionlashuvi (NSI) hodisasi 1983-yildan beri koʻplab nazariy va eksperimental tadqiqotlar mavzusi boʻlib kelgan. Kashshof ish LʼHuillier va boshqalar tomonidan Xe ²⁺ ion signaliga nisbatan intensivlik egri chizigʻidagi „tizza“ tuzilishini kuzatish bilan boshlandi. Eksperimental nuqtai nazardan, NS qoʻsh ionlashuvi ikki marta zaryadlangan ionlarning hosil boʻlish tezligini bir zaryadlangan ionning toʻyinganlik intensivligidan past boʻlgan intensivliklarda katta omilga oshiradigan jarayonlarni anglatadi. Aksincha, koʻpchilik NSI ni ikkita elektron deyarli bir vaqtning oʻzida ionlanadigan jarayon sifatida belgilashni afzal koʻradi. Bu taʼrif ketma-ket kanaldan tashqari shuni anglatadi $A+L->A^{+}+L->A^{++}$ boshqa kanal bor $A+L->A^{++}$ pastroq intensivlikda ikki marta zaryadlangan ionlarni ishlab chiqarishga asosiy hissa qoʻshadi. Argonning 1 bilan oʻzaro taʼsirida uch NSI ning birinchi kuzatuvi mkm lazer Augst va boshqalar tomonidan xabar qilingan. Keyinchalik, barcha noyob gaz atomlarining NSI ni muntazam ravishda oʻrganib, Xe ning toʻrt martalik NSI kuzatildi. Ushbu tadqiqotning eng muhim xulosasi NSI ning har qanday zaryad holatiga tezligi va tunnel ionlash tezligi (ADK formulasi boʻyicha bashorat qilingan) oldingi zaryad holatlariga nisbatan quyidagi munosabatni kuzatish edi;

$W_{NS}(A^{n+})=\sum _{i=1}^{n-1}\alpha _{n}\left(\lambda \right)W_{ADK}\left(A^{i+}\right)$

qayerda $W_{ADK}\left(A^{i+}\right)$ – i zaryad holatiga kvazistatik tunnel oʻtish tezligi va $\alpha _{n}(\lambda )$ lazerning toʻlqin uzunligiga bogʻliq boʻlgan baʼzi konstantalardir (lekin pulsning davomiyligiga emas).

Elektron tarqalish modeli mustaqil ravishda Kuchiev, Schafer va boshqalar, Korkum, Bekker va Faysal va Faysal va Bekker tomonidan ishlab chiqilgan. Modelning asosiy xususiyatlarini Corkum versiyasidan osongina tushunish mumkin. Korkum modeli NS ionlanishini elektronning tunnel ionlanishi jarayoni sifatida tasvirlaydi. Keyin elektron yadro yadrosidan uzoqda tezlashtirilgan lazer maydoni bilan oʻzaro taʼsir qiladi. Agar elektron maydonning tegishli fazasida ionlangan boʻlsa, u yarim tsikldan keyin qolgan ion pozitsiyasidan oʻtadi va u yerda elektron taʼsirida qoʻshimcha elektronni ozod qilishi mumkin. Vaqtning faqat yarmi elektron tegishli faza bilan chiqariladi, qolgan yarmi esa hech qachon yadro yadrosiga qaytmaydi. Qaytgan elektron ega boʻlishi mumkin boʻlgan maksimal kinetik energiya ponderomotiv potentsialdan 3,17 marta koʻpdir ($U_{p}$) lazer. Korkum modeli minimal intensivlikka cheklov chegarasini qoʻyadi ($U_{p}$ intensivlikka proportsionaldir) bu yerda qayta sochilish natijasida ionlanish sodir boʻlishi mumkin.

Dissotsiatsiya – farqlash

Modda ionlar hosil qilmasdan ajralishi mumkin. Misol tariqasida, stol shakarining molekulalari suvda ajraladi (shakar eriydi), lekin buzilmagan neytral mavjudotlar sifatida mavjud. Yana bir nozik hodisa – natriy xloridning (osh tuzi) natriy va xlor ionlariga ajralishi. Garchi bu ionlanish holati kabi koʻrinishi mumkin boʻlsa-da, aslida ionlar kristall panjara ichida allaqachon mavjud. Tuz dissotsilanganda, uning tarkibidagi ionlar oddiygina suv molekulalari bilan oʻralgan va ularning taʼsiri koʻrinadi (masalan, eritma elektrolitik boʻladi). Biroq, elektronlarning koʻchishi yoki joy almashishi sodir boʻlmaydi.Andoza:Table of phase transitions