iyonlaşma - Ionization

İyonizasyon veya iyonizasyon , bir atom veya molekülün , genellikle diğer kimyasal değişikliklerle birlikte elektron kazanarak veya kaybederek negatif veya pozitif bir yük elde ettiği süreçtir . Ortaya çıkan elektrik yüklü atom veya moleküle iyon denir . İyonizasyon, atom altı parçacıklarla çarpışmalardan sonra bir elektron kaybından, diğer atomlar, moleküller ve iyonlarla çarpışmalardan veya elektromanyetik radyasyon ile etkileşimden kaynaklanabilir . Heterolitik bağ bölünmesi ve heterolitik ikame reaksiyonları , iyon çiftlerinin oluşumuna neden olabilir. İyonizasyon, uyarılmış bir çekirdeğin enerjisini iç kabuk elektronlarından birine aktararak çıkarılmasına neden olduğu dahili dönüşüm süreci ile radyoaktif bozunma yoluyla meydana gelebilir .

kullanır

Gaz iyonizasyonunun günlük örnekleri, örneğin bir flüoresan lamba veya diğer elektrikli deşarj lambalarıdır. Ayrıca Geiger-Müller sayacı veya iyonizasyon odası gibi radyasyon dedektörlerinde de kullanılır . İyonizasyon işlemi, temel bilimlerde (örneğin kütle spektrometrisi ) ve endüstride (örneğin radyasyon tedavisi ) çeşitli ekipmanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır .

iyon üretimi

İki elektrot arasında oluşturulan bir elektrik alanında çığ etkisi. Orijinal iyonlaşma olayı bir elektronu serbest bırakır ve sonraki her çarpışma bir başka elektronu serbest bırakır, böylece her çarpışmadan iki elektron ortaya çıkar: iyonlaştırıcı elektron ve serbest kalan elektron.

Negatif yüklü iyonlar, serbest bir elektron bir atomla çarpıştığında üretilir ve daha sonra elektrik potansiyeli bariyeri içinde sıkışıp kalan fazla enerjiyi serbest bırakır. İşlem, elektron yakalama iyonizasyonu olarak bilinir .

Pozitif yüklü iyonlar, yüklü parçacıklarla (örneğin iyonlar, elektronlar veya pozitronlar) veya fotonlarla çarpışmada bağlı bir elektrona bir miktar enerji aktararak üretilir. Gerekli enerjinin eşik miktarı iyonlaşma potansiyeli olarak bilinir . Bu tür çarpışmaların incelenmesi, fizikteki çözülmemiş en büyük problemlerden biri olan birkaç cisim problemi ile ilgili olarak temel öneme sahiptir . Kinematik olarak tamamlanmış deneyler , yani tüm çarpışma parçalarının tam momentum vektörünün (dağılmış mermi, geri tepme hedef iyonu ve fırlatılan elektron) belirlendiği deneyler , az cisim probleminin teorik olarak anlaşılmasında büyük ilerlemelere katkıda bulunmuştur. Son yıllarda.

adyabatik iyonlaşma

Adyabatik iyonlaşma, en düşük enerji durumundaki bir atom veya molekülden bir elektronun çıkarıldığı veya en düşük enerjili bir iyon oluşturmak için bir elektronun eklendiği bir iyonizasyon şeklidir.

Townsend boşaltma pozitif iyonlar nedeniyle iyon etkisiyle serbest elektron oluşturulması iyi bir örnektir. Hava gibi iyonize olabilen gazlı bir ortamda yeterince yüksek elektrik alanına sahip bir bölgedeki elektronları içeren kademeli bir reaksiyondur . Nedeniyle, orijinal bir iyonizasyon olayı sonrasında, örneğin radyasyon, pozitif olarak iyonize iyon doğru sürüklenir katot doğru serbest elektron sürüklenir ise anot cihazının. Elektrik alanı yeterince güçlüyse, serbest elektron başka bir molekülle bir sonraki çarpışmasında başka bir elektronu serbest bırakmak için yeterli enerji kazanır. İki serbest elektron daha sonra anoda doğru hareket eder ve bir sonraki çarpışmalar meydana geldiğinde darbe iyonizasyonuna neden olmak için elektrik alanından yeterli enerjiyi kazanır; ve benzeri. Bu, etkili bir şekilde elektron üretiminin zincirleme bir reaksiyonudur ve serbest elektronların çığı sürdürmek için çarpışmalar arasında yeterli enerji kazanmasına bağlıdır.

İyonizasyon verimliliği, oluşan iyon sayısının kullanılan elektron veya foton sayısına oranıdır.

Atomların iyonlaşma enerjisi

Nötr elementlerin iyonlaşma enerjileri (104'ün ötesinde tahmin edilmiştir)

Atomların iyonlaşma enerjisindeki eğilim, Mendeleev'in tablosunda atomları sıralayarak özetlendiği gibi, atomların atom numarasına göre periyodik davranışını göstermek için sıklıkla kullanılır . Bu, dalga fonksiyonlarının veya iyonlaşma sürecinin ayrıntılarına girmeden atomik orbitallerdeki elektronların sırasını belirlemek ve anlamak için değerli bir araçtır . Sağdaki şekilde bir örnek sunulmuştur. Örneğin, nadir gaz atomlarından sonra iyonlaşma potansiyelindeki periyodik ani düşüş, alkali metallerde yeni bir kabuğun ortaya çıktığını gösterir . Ek olarak, iyonlaşma enerjisi grafiğindeki soldan sağa doğru art arda hareket eden yerel maksimumlar, s, p, d ve f alt kabuklarının göstergesidir.

İyonizasyonun yarı klasik tanımı

Klasik fizik ve atomun Bohr modeli , fotoiyonlaşmayı ve çarpışma aracılı iyonlaşmayı niteliksel olarak açıklayabilir . Bu durumlarda iyonlaşma sürecinde elektronun enerjisi, geçmeye çalıştığı potansiyel bariyerin enerji farkını aşar. Bununla birlikte, yarı-klasik tanım, işlem elektronun klasik olarak yasaklanmış bir potansiyel bariyerden geçişini içerdiğinden tünel iyonizasyonunu tanımlayamaz .

İyonizasyonun kuantum mekaniksel açıklaması

Atomların ve moleküllerin yeterince güçlü lazer darbeleriyle etkileşimi, tek veya çok yüklü iyonlara iyonizasyona yol açar. İyonlaşma hızı, yani birim zamandaki iyonlaşma olasılığı ancak kuantum mekaniği kullanılarak hesaplanabilir . Genel olarak, analitik çözümler mevcut değildir ve yönetilebilir sayısal hesaplamalar için gereken yaklaşımlar yeterince doğru sonuçlar vermemektedir. Bununla birlikte, lazer yoğunluğu yeterince yüksek olduğunda, atom veya molekülün ayrıntılı yapısı göz ardı edilebilir ve iyonizasyon hızı için analitik çözüm mümkündür.

tünel iyonizasyonu

Bir atomun birleşik potansiyeli ve düzgün bir lazer alanı. r < r 0 mesafelerinde lazerin potansiyeli ihmal edilebilirken, r > r 0 mesafelerde Coulomb potansiyeli lazer alanının potansiyeline kıyasla ihmal edilebilir. Elektron bariyerin altından r = R c'de çıkar . E i atomun iyonlaşma potansiyelidir.

Tünel iyonizasyonu , kuantum tünelleme nedeniyle iyonlaşmadır . Klasik iyonizasyonda, bir elektronun potansiyel bariyeri aşması için yeterli enerjiye sahip olması gerekir, ancak kuantum tünelleme, elektronun dalga yapısı nedeniyle elektronun tamamen üzerinden geçmek yerine potansiyel bariyerden geçmesine izin verir. Bir elektronun bariyerden tünelleme olasılığı, potansiyel bariyerin genişliği ile üssel olarak düşer. Bu nedenle, daha yüksek enerjiye sahip bir elektron, potansiyel bariyeri daha da yükseltebilir, tünelden geçmek için çok daha ince bir bariyer ve dolayısıyla bunu yapmak için daha büyük bir şans bırakabilir. Pratikte, atom veya molekül yakın kızılötesi güçlü lazer darbeleriyle etkileşime girdiğinde tünel iyonizasyonu gözlemlenebilir. Bu süreç, lazer alanından birden fazla fotonun absorpsiyonu yoluyla sınırlı bir elektronun iyonize edildiği bir süreç olarak anlaşılabilir. Bu resim genellikle multifoton iyonizasyonu (MPI) olarak bilinir.

Keldysh, MPI sürecini elektronun atomun temel durumundan Volkov durumlarına geçişi olarak modelledi. Bu modelde, temel durumun lazer alanı tarafından bozulması ihmal edilir ve iyonlaşma olasılığının belirlenmesinde atomik yapının detayları dikkate alınmaz. Keldysh'in modeliyle ilgili en büyük zorluk, Coulomb etkileşiminin elektronun son durumu üzerindeki etkilerini ihmal etmesiydi. Şekilden de görüldüğü gibi, Coulomb alanı, lazerin çekirdekten daha uzak mesafelerdeki potansiyeline kıyasla büyüklük olarak çok küçük değildir. Bu, çekirdeğe yakın bölgelerde lazerin potansiyelini ihmal ederek yapılan tahminin tam tersidir. Perelomov ve ark. daha büyük nükleer mesafelerde Coulomb etkileşimini içeriyordu. Onların modeli (PPT modeli dediğimiz) kısa menzilli potansiyel için türetilmiştir ve yarı-klasik eylemde birinci dereceden düzeltme yoluyla uzun menzilli Coulomb etkileşiminin etkisini içerir. Larochelle et al. Ti:Sapphire lazer ile etkileşime giren nadir gaz atomlarının teorik olarak tahmin edilen iyona karşı yoğunluk eğrilerini deneysel ölçümle karşılaştırdılar. PPT modeli tarafından tahmin edilen toplam iyonizasyon hızının, Keldysh parametresinin ara rejimindeki tüm nadir gazlar için deneysel iyon verimlerine çok iyi uyduğunu göstermişlerdir.

Frekans ile lineer polarize bir lazerde iyonizasyon potansiyeli olan atom üzerindeki MPI oranı şu şekilde verilir:

nerede

  • Keldysh'in adyabatiklik parametresidir,
  • ,
  • lazerin tepe elektrik alanıdır ve
  • .

Katsayıları , ve tarafından verilmektedir

Katsayı şu şekilde verilir:

nerede

Yarı statik tünel iyonizasyonu

Yarı statik tünelleme (QST), hızı ADK modeli tarafından tatmin edici bir şekilde tahmin edilebilen iyonizasyondur, yani sıfıra yaklaştığında PPT modelinin sınırı . QST oranı tarafından verilir

Farklı eşik üstü iyonizasyon (ATI) zirvelerini temsil eden n üzerinde toplamanın olmaması ile karşılaştırıldığında , dikkate değerdir.

İyonizasyon oranı için güçlü alan yaklaşımı

PPT hesaplamaları E- gauge'de yapılır , yani lazer alanı elektromanyetik dalgalar olarak alınır. İyonizasyon hızı, ışığın partikül yapısını vurgulayan (iyonizasyon sırasında çoklu fotonları emen ) A- ölçerinde de hesaplanabilir . Bu yaklaşım, Faysal ve Reiss'in daha önceki çalışmalarına dayanan Krainov modeli tarafından benimsenmiştir. Ortaya çıkan oran tarafından verilir

nerede:

  • ile kütleye enerji olarak,
  • atomu iyonize etmek için gereken minimum foton sayısıdır,
  • çift ​​Bessel fonksiyonudur,
  • elektronun momentumu, p ve lazerin elektrik alanı, F arasındaki açı ile ,
  • FT , üç boyutlu Fourier dönüşümüdür ve
  • SFA modelinde Coulomb düzeltmesini içerir.

Atomik stabilizasyon/nüfus yakalama

Atomların MPI oranının hesaplanmasında sadece sürekli durum durumlarına geçişler dikkate alınır. Temel durum ve bazı uyarılmış durumlar arasında multifoton rezonansı olmadığı sürece böyle bir yaklaşım kabul edilebilir. Bununla birlikte, darbeli lazerlerle gerçek etkileşim durumunda, lazer yoğunluğunun evrimi sırasında, zeminin ve uyarılmış durumların farklı Stark kayması nedeniyle, bazı uyarılmış durumların temel durum ile multifoton rezonansına girme olasılığı vardır. Giydirilmiş atom resminde, fotonlar tarafından giydirilen temel durum ve rezonans durumu, rezonans yoğunluğunda kaçınılmış bir geçişe maruz kalır . Kaçınılan geçişteki minimum mesafe, iki durumu birleştiren genelleştirilmiş Rabi frekansı ile orantılıdır . Story ve arkadaşlarına göre, temel durumda kalma olasılığı, , ile verilir.

iki giyinmiş durum arasındaki zamana bağlı enerji farkı nerede . Kısa bir darbe ile etkileşimde, darbenin yükselen veya düşen kısmında dinamik rezonansa ulaşılırsa, popülasyon pratik olarak temel durumda kalır ve multifoton rezonanslarının etkisi ihmal edilebilir. Bununla birlikte, durumlar darbenin zirvesinde rezonansa girerse, uyarılmış durum doldurulur. Doldurulduktan sonra, uyarılmış durumun iyonlaşma potansiyeli küçük olduğundan elektronun anında iyonlaşması beklenir.

1992'de de Boer ve Muller, kısa lazer darbelerine maruz kalan Xe atomlarının yüksek derecede uyarılmış 4f, 5f ve 6f durumlarında hayatta kalabileceğini gösterdi. Bu durumların, lazer darbesinin yükselen kısmı sırasında, seviyelerin alanla multifoton rezonansına dinamik Stark kayması tarafından uyarıldığına inanılıyordu. Lazer darbesinin müteakip evrimi, bu durumları tamamen iyonize etmedi ve bazı yüksek derecede uyarılmış atomları geride bıraktı. Bu olguya "nüfus tuzağı" adını vereceğiz.

Lambda tipi popülasyon yakalamanın şematik sunumu. G, atomun temel halidir. 1 ve 2, iki dejenere uyarılmış durumdur. Popülasyon, multifoton rezonansı nedeniyle durumlara aktarıldıktan sonra, bu durumlar c sürekliliği ile birleştirilir ve popülasyon bu durumların süperpozisyonunda hapsolur.

İyonlaşma kaybı ile ortak bir seviyeye paralel rezonans uyarımı olduğunda eksik iyonlaşmanın meydana geldiği teorik hesaplamadan bahsediyoruz. Lazer bant genişliği aralığında 7 yarı-degnerate seviyeden oluşan 6f Xe gibi bir durumu ele alıyoruz. Süreklilik ile birlikte bu seviyeler bir lambda sistemi oluşturur. Lambda tipi yakalama mekanizması şekilde şematik olarak sunulmuştur. Darbenin yükselen kısmında (a) uyarılmış durum (iki dejenere seviye 1 ve 2 ile) temel durum ile multifoton rezonansında değildir. Elektron, süreklilik ile multifoton eşleşmesi yoluyla iyonize edilir. Nabzın yoğunluğu arttıkça, uyarılmış durum ve süreklilik Stark kayması nedeniyle enerjide kayar. Darbenin zirvesinde (b) uyarılmış durumlar, temel durumla çok fotonlu rezonansa girer. Yoğunluk azalmaya başladığında (c), iki durum süreklilik yoluyla birleştirilir ve nüfus, iki durumun tutarlı bir üst üste binmesi içinde hapsolur. Aynı darbenin müteakip eylemi altında, lambda sisteminin geçiş genliklerindeki girişimden dolayı, alan popülasyonu tamamen iyonize edemez ve popülasyonun bir kısmı, yarı dejenere seviyelerin tutarlı bir süperpozisyonunda yakalanır. Bu açıklamaya göre, daha yüksek açısal momentuma sahip - daha fazla alt seviyeye sahip - durumların popülasyonu yakalama olasılığı daha yüksek olacaktır. Genel olarak, yakalamanın gücü, sürekli ortam yoluyla yarı dejenere seviyeler arasındaki iki foton eşleşmesinin gücü ile belirlenecektir. 1996 yılında, çok kararlı lazer kullanarak ve artan yoğunlukla odak bölge genişlemesinin maskeleme etkilerini en aza indirerek, Talebpour ve ark. Xe, Kr ve Ar'ın tek yüklü iyonlarının eğrilerinde gözlenen yapılar. Bu yapılar, güçlü lazer alanında elektron yakalamaya bağlandı. T. Morishita ve CD Lin, nüfus tuzağının daha açık bir gösterimini rapor etmiştir.

Sıralı olmayan çoklu iyonizasyon

Yoğun lazer alanlarına maruz bırakılan atomların sıralı olmayan iyonizasyonu (NSI) olgusu, 1983'ten beri birçok teorik ve deneysel çalışmanın konusu olmuştur. Öncü çalışma, Xe 2+ iyon sinyali üzerinde bir "diz" yapısının gözlemlenmesiyle başlamıştır. yoğunluk eğrisine karşı L'Huillier ve ark. Deneysel bakış açısından, NS çift iyonizasyonu, tek yüklü iyonun doyma yoğunluğunun altındaki yoğunluklarda büyük bir faktör tarafından çift yüklü iyonların üretim oranını bir şekilde artıran süreçleri ifade eder. Öte yandan birçoğu, NSI'yi iki elektronun neredeyse aynı anda iyonize olduğu bir süreç olarak tanımlamayı tercih ediyor. Bu tanım, ardışık kanaldan ayrı olarak, daha düşük yoğunluklarda çift yüklü iyonların üretimine ana katkı olan başka bir kanalın olduğunu ima eder . Üçlü NSI ilk gözlem argon 1 ile etkileşim  um lazer Augst ve arkadaşları tarafından rapor edilmiştir. Daha sonra, tüm nadir gaz atomlarının NSI'sini sistematik olarak inceleyerek, Xe'nin dörtlü NSI'si gözlemlendi. Bu çalışmanın en önemli sonucu, herhangi bir şarj durumuna NSI oranı ile önceki şarj durumlarına tünel iyonizasyon oranı (ADK formülü ile tahmin edilen) arasındaki aşağıdaki ilişkinin gözlemlenmesiydi;

nerede i'inci şarj durumuna yarı statik tünelleme oranıdır ve lazerin dalga boyuna bağlı olarak bazı sabitlerdir (ancak darbe süresine değil).

Sıralı olmayan iyonizasyonu açıklamak için iki model önerilmiştir; sallama modeli ve elektron yeniden saçılma modeli. İlk olarak Fittinghoff ve diğerleri tarafından önerilen sallama (SO) modeli, SO işleminin atomların çoklu iyonizasyonundan sorumlu ana mekanizmalardan biri olduğu X ışınları ve elektron mermileri ile atomların iyonizasyonu alanından uyarlanmıştır. SO modeli, NS sürecini, bir elektronun lazer alanı tarafından iyonize edildiği ve bu elektronun ayrılmasının o kadar hızlı olduğu ve kalan elektronların kendilerini yeni enerji durumlarına ayarlamak için yeterli zamana sahip olmadığı bir mekanizma olarak tanımlar. Bu nedenle, birinci elektronun iyonlaşmasından sonra, ikinci bir elektronun daha yüksek enerjili (shake-up) veya hatta iyonize (shake-off) durumlara uyarılması olasılığı vardır. Şu ana kadar SO modeline dayalı nicel bir hesaplama yapılmadığını ve modelin hala nitel olduğunu belirtmeliyiz.

Elektron yeniden saçılma modeli, Kuchiev, Schafer ve diğerleri , Corkum, Becker ve Faisal ve Faisal ve Becker tarafından bağımsız olarak geliştirilmiştir . Modelin temel özellikleri Çorkum versiyonundan kolaylıkla anlaşılabilir. Corkum'un modeli, NS iyonizasyonunu bir elektronun tünel iyonize edildiği bir süreç olarak tanımlar. Elektron daha sonra nükleer çekirdekten uzağa hızlandırıldığı lazer alanıyla etkileşime girer. Elektron alanın uygun bir fazında iyonize edilmişse, kalan iyonun pozisyonundan yarım döngü sonra geçer ve burada elektron çarpmasıyla ek bir elektronu serbest bırakabilir. Elektron zamanın sadece yarısı uygun faz ile serbest bırakılır ve diğer yarısı asla nükleer çekirdeğe geri dönmez. Geri dönen elektronun sahip olabileceği maksimum kinetik enerji, lazerin ponderomotive potansiyelinin ( ) 3.17 katıdır . Çorkum'un modeli , yeniden saçılma nedeniyle iyonlaşmanın meydana gelebileceği minimum yoğunlukta (yoğunlukla orantılıdır) bir kesme sınırı koyar .

Yeniden saçılma mekanizması yoluyla bir atomda çift iyonlaşma süreci için Feynman diyagramı

Kuchiev'in versiyonundaki (Kuchiev'in modeli) yeniden saçılma modeli kuantum mekaniğidir. Modelin temel fikri, şekil a'da Feynman diyagramları ile gösterilmiştir. İlk olarak, her iki elektron da bir atomun temel durumundadır. a ve b ile işaretlenmiş çizgiler, karşılık gelen atomik durumları tanımlar. Daha sonra elektron a iyonize olur. İyonizasyon işleminin başlangıcı, eğimli kesikli bir çizgi ile kesişme ile gösterilir. MPI'nin gerçekleştiği yer. İyonize elektronun lazer alanında diğer fotonları (ATI) emdiği yayılımı tam kalın çizgi ile gösterilir. Bu elektronun ana atomik iyonla çarpışması, elektronlar arasındaki Coulomb etkileşimini temsil eden dikey noktalı bir çizgi ile gösterilir. c ile işaretlenen durum, iyon uyarımını ayrık veya sürekli bir duruma tanımlar. Şekil b, değişim sürecini açıklar. Kuchiev'in modeli, Corkum'un modelinin aksine, NS iyonlaşmasının meydana gelmesi için herhangi bir eşik şiddeti öngörmemektedir.

Kuciev, iyonize elektronun dinamikleri üzerindeki Coulomb etkilerini dahil etmedi. Bu, çift iyonlaşma oranının çok büyük bir faktör tarafından küçümsenmesine neden oldu. Açıkçası, Becker ve Faysal'ın yaklaşımında (ki bu, Kuchiev'in ruhani modeline eşdeğerdir), bu dezavantaj mevcut değildir. Aslında, onların modeli daha kesindir ve Kuchiev tarafından yapılan çok sayıda yaklaşımdan etkilenmez. Hesaplama sonuçları, Walker ve ark.'nın deneysel sonuçlarıyla mükemmel bir uyum içindedir. Becker ve Faisal, modellerini kullanarak nadir gaz atomlarının çoklu NSI'si üzerindeki deneysel sonuçları sığdırabildiler. Sonuç olarak, elektron yeniden saçılması, NSI sürecinin meydana gelmesi için ana mekanizma olarak alınabilir.

İç değerlik elektronlarının çoklu foton iyonizasyonu ve çok atomlu moleküllerin parçalanması

İç değerlik elektronlarının iyonlaşması, güçlü lazer alanlarında çok atomlu moleküllerin parçalanmasından sorumludur. Niteliksel bir modele göre moleküllerin ayrışması üç aşamalı bir mekanizma ile gerçekleşir:

  • Molekülün iç orbitallerinden gelen elektronların MPI'si, uyarılmış bir elektronik durumun ro-titreşim seviyelerinde moleküler bir iyonla sonuçlanır;
  • Daha düşük bir elektronik durumun yüksekte bulunan ro-titreşim seviyelerine hızlı radyasyonsuz geçiş; ve
  • İyonun daha sonra çeşitli parçalanma kanalları yoluyla farklı parçalara ayrılması.

Kısa darbe kaynaklı moleküler parçalanma, yüksek performanslı kütle spektroskopisi için bir iyon kaynağı olarak kullanılabilir. Kısa darbeye dayalı bir kaynak tarafından sağlanan seçicilik, özellikle optik izomerlerin tanımlanması gerektiğinde, geleneksel elektron iyonizasyonuna dayalı kaynaklar kullanıldığında beklenenden daha üstündür.

Kramers-Henneberger çerçevesi ve iyonlaşma fazı etkileri

Atomun güçlü alan iyonizasyonunun Kramers-Henneberger (KH) çerçevesinde incelenmesi, iyonizasyon etkinliğinin iyonlaştırıcı darbenin zamansal ayrıntılarına güçlü bir şekilde bağlı olduğu, ancak iyonlaştırıcının alan kuvvetine ve toplam enerjisine bağlı olmadığı sonucuna götürür. atoma pompalanan darbe. Kramers-Henneberger çerçevesi, harmonik lazer darbesinin etkisi altında serbest elektronla hareket eden intertiyal olmayan çerçevedir. Harmonik lazer alanında bir boyutta elektron için Newton denklemlerinin serbest elektron çözümü

Ayrıca harmonik olacak

Bu elektronla gelen çerçeve koordinat dönüşümü ile elde edilecektir.

eklenen Coulomb potansiyeli ise

Bu potansiyelin tam çevrim zaman ortalaması

'nin çift fonksiyonu olacak ve dolayısıyla bu başlangıç ​​koşulu için maksimuma sahip olacak, çözüm KH'de olacak ve bu nedenle laboratuvar çerçevesindeki serbest elektron çözeltisi ile aynı olacaktır. Öte yandan elektron hızı, hem alan kuvvetine hem de elektron konumuna faz kaydırılır:

Bu nedenle, dalgacık darbeleri göz önüne alındığında ve iyonizasyonu 2r uzunluğundaki çizgi parçasından (veya üç boyutta küresel bölgeden) tam kaçış olarak tanımlayarak, klasik modelde tam iyonizasyon, aşağıdaki durumlardan sonra veya hiç iyonizasyon olmamasından sonra gerçekleşir. harmonik alan dalgacığı sıfır minimum veya maksimum hızda kesilir.

Ayrışma – ayrım

Bir madde olabilir ayırmak mutlaka üreten iyon olmayan. Örnek olarak, sofra şekeri molekülleri suda ayrışır (şeker çözülür), ancak bozulmamış nötr varlıklar olarak bulunur. Bir başka ince olay, sodyum klorürün (sofra tuzu) sodyum ve klor iyonlarına ayrışmasıdır . Bir iyonlaşma durumu gibi görünse de, gerçekte iyonlar kristal kafes içinde zaten mevcuttur. Tuz ayrıştığında, onu oluşturan iyonlar basitçe su molekülleri ile çevrilidir ve etkileri görülebilir (örneğin çözelti elektrolitik hale gelir ). Bununla birlikte, elektronların transferi veya yer değiştirmesi gerçekleşmez. Aslında, tuzun kimyasal sentezi iyonlaşmayı içerir. Bu kimyasal bir reaksiyondur.

Ayrıca bakınız

Tablo

Maddenin faz geçişleri ( )
NS
İtibaren
Sağlam Sıvı Gaz Plazma
Sağlam Erime süblimasyon
Sıvı Donmak buharlaşma
Gaz biriktirme yoğunlaşma iyonlaşma
Plazma rekombinasyon

Referanslar

Dış bağlantılar