Ionizace pole
Ionizace pole (také ionizace pole nebo autoionizace ) je proces ionizace atomu , molekuly nebo iontu ve vnějším elektrickém poli .
Fyzika jevu
Při působení vnějšího elektrického pole dochází k deformaci potenciálové jámy, ve které se nachází vázaný elektron. V důsledku toho se na jedné straně vrtu vytvoří potenciální bariéra konečné tloušťky. Pokud je poloha energetické hladiny, na které se elektron nacházel před aplikací pole, nad bariérou, pak elektron volně vyletí z atomu. V tomto případě se hovoří o nadbariérové ionizaci. Pokud hladina leží pod bariérou, pak je odtržení elektronu možné pouze díky tunelovému efektu. V tomto případě se mluví o tunelové ionizaci.
Tunelová ionizace
Pravděpodobnost tunelování elektronů přes potenciálovou bariéru je dána vztahem
![{\displaystyle W(V,E)=\exp \left[-{\frac {4\pi }{h}}\int \limits _{x_{1}}^{x_{2}}{\sqrt { 2m(V(x)-E)}}dx\vpravo]}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/e14a08a906969735a71679ffa8e13df9d039ff47)
kde je funkce, která určuje tvar potenciální bariéry, je energie elektronu, je hmotnost elektronu a body a odpovídají začátku a konci bariéry.
Pravděpodobnost tunelování se zvyšuje se zvýšením vnějšího pole (protože se tím zmenšuje tloušťka a výška potenciální bariéry), stejně jako se zvýšením energie elektronu v atomu (například v důsledku excitace atomu při srážkách s jinými částicemi).
Lorentzova ionizace
Ve fyzice urychlovačů se často používá Lorentzova ionizace vysokoenergetických atomových paprsků - odstraňování elektronů ve vnějším magnetickém poli. Tento efekt lze na jedné straně vysvětlit jako rozdíl mezi Lorentzovými silami působícími na elektron a jádro, v důsledku odlišného znaménka elektrického náboje. Na druhé straně přechodem pomocí Lorentzových transformací do vztažné soustavy iontového jádra získáme elektrické pole působící na elektron. Jinými slovy, účinek Lorentzovy ionizace je zcela ekvivalentní ionizaci vnějším elektrickým polem.
Aplikace
Ionizace pole v blízkosti kovového povrchu je základem pro polní iontový mikroskop (např. používaný jako iontový zdroj ve skenovacím heliovém iontovém mikroskopu ) k zobrazení povrchu kovů. Ionizace v elektrickém poli se také používá jako zdroj iontů v některých hmotnostních spektrometrech . Ve srovnání s tepelnou ionizací umožňuje vyhnout se disociaci analyzovaných molekul.
Literatura
- A. G. Naumovets. Fyzická encyklopedie : [v 5 svazcích] / kap. vyd. A. M. Prochorov . - M. : Soviet Encyclopedia , 1990. - T. 2: Faktor kvality - Magnetooptika. - S. 195-196. - 704 s. — 100 000 výtisků. — ISBN 5-85270-061-4 .
 Slovníky a encyklopedie |
|---|