ПОДВИЖНОСТЬ

ПОДВИЖНОСТЬ
ПОДВИЖНОСТЬ
электронов и ионовв газе и низкотемпературной плазме - коэф. пропорциональности 15061-4.jpgв соотношении 15061-5.jpgсвязывающем величину скорости дрейфа v др электронов (ионов)в газе с величиной напряжённости электрич. поля Е, вызывающего этотдрейф. Понятие П. электронов и ионов имеет фпз. смысл при условии, когдахарактерная длина пробега рассматриваемой заряж. частицы много меньше характерногоразмера системы в направлении движения частицы. П. электронов и ионов выражаетсячерез электронную (ионную) проводимость плазмы 15061-6.jpgсоотношением 15061-7.jpgгде Ne,i - плотность электронов (ионов), е - зарядэлектрона. Теоретически П. электронов и ионов впервые анализировал П. Ланжевен(P. Langevin) в 1903, первым измерил 15061-8.jpgДж. Таунсепд (J. S. Townsend), изучая диффузию пучка электронов, движущихсяв электрич. поле, и смещение этого пучка в магн. поле.
Согласно элементарной кинетич. теории, <величина П. электронов и ионов выражается через характерную частоту упругихсоударений ve,i заряж. частицы с частицами газа:

15061-9.jpg

( т. - приведённая масса заряж. частицыи частицы газа). Как следует из соотношения (1), величина П. электронови ионов обратно пропорц. плотности нейтральных частиц N. Истинноезначение П. отличается от результата оценки (1) вследствие сложного характеразависимости сечения упругого рассеяния 15061-10.jpgот скорости соударения vT. Решение кпнетич. ур-ния Больцманас учётом этой зависимости приводит к численному отличию истинного и приближённогозначения 15061-11.jpgне более чем на неск. десятков процентов.
П. электронов и ионов связана с их коэф. <диффузии D в газе соотношением Эйнштейна

15061-12.jpg

где 15061-13.jpg- характеристич. энергия электронов (ионов), значение к-рой близко к ихср. энергии и в точности совпадает с последней прп слабых полях, когдаимеет место максвелловское распределение заряж. частиц по энергиям 15061-14.jpgП. ионов 15061-15.jpgи электронов 15061-16.jpgобычно исследуют раздельно, т. к. различны элементарные процессы, определяющиедвижение тех и др. частиц.

П. электронов. Осн. отличит. особенностьП. электронов проявляется в зависимости 15061-17.jpgот отношения напряжённости электрич. поля Е к плотности газа N. Причинатакой зависимости заключается в том, что из-за малой массы электроны приупругих столкновениях с тяжёлыми частицами теряют лишь незначит. частьэнергии. Поэтому даже в слабых полях ср. энергия электронов в газе практическивсегда превышает ср. энергию тяжёлых частиц и пропорц. величине энергии 15061-18.jpgнабираемой электроном за время между двумя столкновениями (15061-19.jpg- длина свободного пробега электрона в газе). Вследствие зависимости 15061-20.jpgэто приводит к зависимости П. электронов от отношения E/N (рис.).Характер такой зависимости определяется сортом газа. В табл. 1 приведенызначения П. электронов в разл. газах при нормальных условиях.

Табл. 1. - Подвижность электронов 15061-21.jpg (см 2/с х В) в газах при различных отношениях E/N.

Газ
E/N х10-17,В х см 2
0,03
1,0
100
Не ... . . .
8700
930
1030
Ne.........
16000
1400
960
Аг.........
14800
410
270
Кr.........
12000
-
-
Хе ........
1980
-
240
Н 2.........
5700
700
470
N2.........
13600
670
370
О 2.........
32000
1 150
590
со ........
-
970
360
N0 ........
-
1700
со 2 .......
670
780
480
СН 4........
-
310
260
CF4 ........
-
-
42

Экспериментально П. электронов определяютпрп измерении зависимости дрейфовой скорости электронов от приведённойнапряжённости электрического поля E/N. Величину дрейфовой скоростинаходят либо на основании измерений проводимости плазмы и концентрацппзаряж. частиц, лпбо в результате измерения времени прохождения электроннымроем определённого расстояния. Результаты измерений П. электронов служатодним из осн. источников определения энергетич. зависимости сечения упругогорассеяния электронов на атоме или молекуле.

15061-22.jpg

Зависимость подвижности электронов 15061-23.jpgв различных газах от отношения E/N.

П. ионов, в отличие от П. электронов, <в широком диапазоне изменения напряжённости электрич. поля Е практическиот него не зависит. П. ионов в собственном газе определяется резонансной перезарядкойиона на атоме. При столкновении с нейтральной частицей ион обмениваетсяс ней зарядом, а возникший ион начинает движение, перенос заряда имеетэстафетный характер ( Сена эффект). П. понов в собств. газе надёжнорассчитывают на основе асимитотич. теории резонансной перезарядки ионов. <С учётом зависимости сечения резонансной перезарядки 15061-24.jpgот скорости соударений ионов П. ионов определяется формулой

15061-25.jpg

где mi - масса иона, <выраженная в единицах протонных масс,15061-26.jpg- ср. относит. скорость соударения, Т - темп-pa. Поправки к выражению(3), учитывающие упругое рассеяние иона на атоме и поляризац. захват, прикомнатной и более высокой темп-рах обычно не превышают 10 - 15%. В табл.2 представлены значения П. ионов инертных газов и щелочных металлов в собств. <газе, приведённые к атм. давлению.

Табл. 2. - Подвижность 15061-27.jpgионов инертных газов и щелочных металлов

Т, К
Газ
Не
Ne
Кr
Хе
77
15,3
2,1
195
11,7
1,8
-
-
300
10,2
1,0
1,0
0,66
Т, К
Металл
Na
К
Cs
500
0,37
0, 14
0, 10
1000
0,29
0, 11
0,077

Осн. вклад в П. иона в чужом газе вноситупругое рассеяние нона на нейтральной частице (атоме, молекуле), характерк-рого определяется поляризац. взаимодействием заряда иона с наведённымдиполем нейтральной частицы. При этом величина 15061-28.jpgвыражается через поляризуемость нейтральной частицы 15061-29.jpgсоотношением

15061-30.jpg

где т - приведённая масса иона инейтральной частицы, выраженная в единицах протонных масс,15061-31.jpg- поляризуемость нейтральной частицы в атомных единицах. Как следует из(4), П. ионов в чужом газе не зависит от Т, что обусловлено обратнойпропорц. зависимостью сечения упругого рассеяния при поляризац. взаимодействии 15061-32.jpgПоправки к (4), учитывающие вклад обменного взаимодействия иона с нейтральнойчастицей, обычно не превышают 10 - 20%.

П. ионов в растворахU= Fu, где .- Фарадея постоянная, и - скорость иона в см/с при напряжённостиэлектрич. поля 1 В/см. Величина U зависит от природы иона, темп-ры, <диэлектрич. проницаемости и концентрации раствора.

Лит.: Смирнов Б. М., Ионы и возбужденныеатомы в плазме, М., 1974; Елецкий А. В., Палкина Л. А., Смирнов Б. М.,Явления переноса в слабоионизированной плазме, М., 1975; Мак-Даниель П.,Мэзон Э., Подвижность и диффузия ионов в газах, пер. с англ., М., 1976;Хаксли Л., Кромптон Р., Диффузия и дрейф электронов в газах, пер. с англ.,М., 1977.

А. В. Елецкий.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. . 1988.


.

Нужно решить контрольную?
Синонимы:

Антонимы:

Полезное


Смотреть что такое "ПОДВИЖНОСТЬ" в других словарях:

  • Подвижность — может означать: Подвижность населения статистическая характеристика, вычисляемая как среднее число передвижений на человека в определённый период времени. Подвижность носителей тока коэффициент пропорциональности между электрическим полем и… …   Википедия

  • подвижность — маневренность, мобильность; егозливость, верткость, псевдоартроз, резвость, неугомонность, непоседливость, беспокойность, поворотливость, нестационарность, лабильность, прыткость, суетливость, легкость, живость, прыть, юркость. Ant. стабильность …   Словарь синонимов

  • подвижность — носителей; подвижность Величина, характеризующая упорядоченное движение в веществе данного вида носителей заряда и равная отношению среднего значения установившейся скорости движения носителей в направлении приложенного к веществу не… …   Политехнический терминологический толковый словарь

  • ПОДВИЖНОСТЬ — ПОДВИЖНОСТЬ, подвижности, мн. нет, жен. 1. отвлеч. сущ. к подвижной в 1, 2, 4 и 5 знач. 2. Легкость в движениях, способность быстро и легко передвигаться, менять выражение. Отличаться подвижностью. Подвижность в лице. Толковый словарь Ушакова.… …   Толковый словарь Ушакова

  • ПОДВИЖНОСТЬ — НОСИТЕЛЕЙЗАРЯДА в электронных Проводниках отношение скорости направленного движения носителей заряда электронов проводимости и дырок (дрейфовой скорости v др), вызванного электрич. полем, к напряжённости Е этого поля: Дрейфовая скорость и,… …   Физическая энциклопедия

  • подвижность — одно из первичных свойств нервной системы, состоящее в способности быстро реагировать на изменения в окружающей среде. Свойство П. описано и изучено в лабораториях И. П. Павлова. Тогда же были предложены и основные методические приемы для его… …   Большая психологическая энциклопедия

  • подвижность — ПОДВИЖНЫЙ, ая, ое; жен, жна. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 …   Толковый словарь Ожегова

  • ПОДВИЖНОСТЬ — англ. mobility; нем. Erregbarkeit/Mobilitat. 1. Одно из свойств нервной системы, состоящее в способности реагировать на изменения в окружающей среде. 2. Способность передвигаться, перемещаться. см. АДАПТИВНОСТЬ, МОБИЛЬНОСТЬ. Antinazi.… …   Энциклопедия социологии

  • подвижность — Степень передвижения, на которое способно животное. [http://www.oceanographers.ru/index.php?option=com glossary&Itemid=238] Тематики океанология EN motility …   Справочник технического переводчика

  • подвижность —  Mobility  (Electron, and Hole)  Подвижность (электрона, дырки)   Подвижность носителей заряда отношение скорости направленного движения носителей заряда в веществе под действием электрического поля к напряженности этого поля.  1) В газе… …   Толковый англо-русский словарь по нанотехнологии. - М.

Книги

Другие книги по запросу «ПОДВИЖНОСТЬ» >>


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»