Ступенчатая ионизация - один из осн. механизмов образования заряженных частиц в плазме,
электронная темп-pa к-рой Те много меньше потенциала ионизации
атома / (т. е. kTe<<I). Образование заряж. частиц происходит
в результате серии последоват. неупругих соударений свободных электронов с атомом,
так что при каждом из таких соударений потенц. энергия атома изменяется на величину,
меньшую I. Роль ступенчатой ионизации в балансе заряженных частиц в
плазме существенна при условии, если разрушение возбуждённых атомов связано с
неупругими электрон-атомными столкновениями, а спонтанное излучение не является определяющим. Это условие
выполняется при достаточно высоких значениях плотности электронов Ne1013
см-3. При ступенчатой ионизации валентный электрон атома испытывает многократные
связанно-связанные переходы под действием соударений и проводит осн. время на
высоковозбуждённых уровнях с энергией связи порядка ~kTe. При
больших плотностях Ne, когда роль спонтанного излучения пренебрежимо
мала, характер ступенчатой ионизации слабо чувствителен к сорту атома, а константа ступенчатой ионизации Кi
с хорошей точностью описывается выражением
к-рое связано с константой
обратного процесса (тройной рекомбинацией) принципом детального равновесия.
Здесь т, е - масса и заряд электрона, Те даётся в энергетич.
единицах, ge, ga, gi-статистич. веса
электрона, атома и иона соответственно, а безразмерный коэф. А, слабо
зависящий от сорта атома, равен А = 4b0,5. Значения константы
ступенчатой ионизации, вычисленные без учёта спонтанного излучения на основании (*), при Те
= 0,1I равны 4,4.10-10 см3/с для
Не, 3,5•10-9 см3/с для Хе, 2,7•10-8 см3/с
для Cs. Учёт спонтанного излучения требует использования численных методов для
расчёта константы ступенчатой ионизации. Результаты подобных расчётов чувствительны к модели,
применяемой при нахождении констант столкновит. переходов между возбуждёнными
состояниями атомов. Ступенчатая ионизация играет значит. роль в балансе заряж. частиц плазмы
дугового разряда, фоторезонансной плазмы, пучковой плазмы высокого давления
и др.
Литература по ступенчатой ионизации
Биберман Л. М., Воробьев В. С., Якубов И. Т., Кинетика неравновесной низкотемпературной плазмы, М., 1982.
Знаете ли Вы, что любой разумный человек скажет, что не может быть улыбки без кота и дыма без огня, что-то там, в космосе, должно быть, теплое, излучающее ЭМ-волны, соответствующее температуре 2.7ºК. Действительно, наблюдаемое космическое микроволновое излучение (CMB) есть тепловое излучение частиц эфира, имеющих температуру 2.7ºK. Еще в начале ХХ века великие химики и физики Д. И. Менделеев и Вальтер Нернст предсказали, что такое излучение (температура) должно обнаруживаться в космосе. В 1933 году проф. Эрих Регенер из Штуттгарта с помощью стратосферных зондов измерил эту температуру. Его измерения дали 2.8ºK - практически точное современное значение. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.