к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА

Глоссарий по физике

А   Б   В   Г   Д   Е   Ж   З   И   К   Л   М   Н   О   П   Р   С   Т   У   Ф   Х   Ц   Ч   Ш   Э   Ю   Я  

Поверхностная ионизация

Поверхностная ионизация - образование ионов в процессе термич. десорбции частиц с поверхности твёрдого тела. Путём П. и. могут образовываться положительные и отрицат. ионы (последние, если частица обладает сродством к электрону)атомов, молекул, радикалов и ассоциатов (частиц, образующихся присоединением к молекуле атома или др. частицы). П. и. - термически равновесный процесс, испарившиеся частицы имеют больцмановское распределение по энергии с температурой Т распределения, равной температуре твёрдого тела.
П. и. была открыта И. Ленгмюром и К. X. Кингдоном (I. Langmuir, К. Н. Kingdon, 1923), обнаружившими, что в заполненном парами Cs цилиндрич. диоде с анодом в виде накалённой вольфрамовой проволоки протекает ток положит. ионов. Они применили Саха формулу для термич. ионизации газа к описанию ионизации паров одноатомных веществ внутри однородно нагретой металлич. полости и нашли выражение для степени П. и.15057-79.jpg равной отношению концентраций ионов (п+)и атомов (n0) внутри полости:

15057-80.jpg

Здесь А + - отношение статистнч. весов состояний положит, ионов и атомов; е - элементарный заряд;15057-81.jpg - работа выхода электрона из стенки полости; у - потенциал ионизации атома; Т - темп-pa стенок полости. Ф-ла (1) наз. ф-л ой Саха - Ленгмюра. П. и. с образованием отрицат. ионов была обнаружена позднее. В этом случае:

15057-82.jpg

где s - сродство атома к электрону, А - отношение статистич. весов состояний отрпцат. ионов и атомов.
Долгое время изучали и использовали П. и. на тугоплавких металлах атомов щелочных элементов (с наименьшими V)и атомов галогенов (с наибольшими S). В дальнейшем было установлено, что на нагретых твёрдых телах (металлах и полупроводниках) могут ионизироваться атомы многих элементов, ряд молекул (в т. ч. органич. соединений), а также частиц, образующихся в хим. реакциях на поверхности; первичные частицы сложного состава могут претерпевать реакции по многим каналам (напр., диссоциировать) и образовывать одновременно неск. видов ионов.
Для практич. использования важна П. и. частиц на открытых поверхностях, в условиях отбора ионного тока при действии внешних электрич. полей, ускоряющих ионы в направлении от поверхности. При этом ионизация также может быть термически равновесной, если за время жизни частиц на поверхности между ними и твёрдым телом устанавливается тепловое равновесие. В этом случае под степенью П. п. понимают отношение числа заряж. частиц к числу нейтральных того же хим. состава в испаряющемся потоке частиц и применяют для нахождения15057-83.jpg соотношения статистич. термодинамики, учитывая, что ускоряющее поле уменьшает теплоту испарения ионов. При напряжённости поля Е у поверхности

15057-84.jpg

и может быть значительно большей, чем в отсутствие поля. В случае частиц сложного состава в (3) V - первый адиабатич. потенциал ионизации,15057-85.jpg - отношение полных статистич. сумм состояний заряженной и нейтральной частиц при температуре Т.
Т. к. величина15057-86.jpg характеризует зарядовое равновесие в испаряющемся потоке частиц, она не зависит от способа поступления частиц на поверхность: они могут поступать из окружающего пара, в виде атомных и молекулярных потоков, быть частицами поверхностного слоя самого твёрдого тела или чужеродными частицами, предварительно нанесёнными на поверхность, а также объёмными примесями, диффундирующими к поверхности. В условиях теплового равновесия в слое частиц на поверхности различия в способах поступления частиц сказываются лишь на температурных и временных зависимостях поступающих и испаряющихся потоков и, соответственно, ионных токов. Сложившееся разделение термически равновесной ионизации на нагретых поверхностях на П. и. (первые два способа) и на термоионную эмиссию (остальные способы) отражает лишь различие способов транспорта первичных частиц к ионизирующей поверхности.
В стационарных условиях при поступлении частиц извне поток v поступающих частиц равен испаряющемуся (v =15057-87.jpg + v0), так что при Т - const и v = const на поверхности устанавливается равновесное покрытие N(T, v) первичными частицами; потоки v+ и v-, и, соответственно, ионные токи постоянны во времени:

15057-88.jpg v0 = NDexp(- l0/kT),

где l - энергия, необходимая для десорбции частпц. а С и D - слабо зависящие от Т множители. Для вычисления плотностей j стац. ионных токов вводят коэф. П. и.15057-89.jpg показывающий, какая часть поступающего потока частиц ионизируется,15057-90.jpg
В случае первичных частиц сложного состава и лоток v к поверхности может превращаться в неск. (i)видов вторичных частиц в результате диссоциации, хим. реакции и т. д. Его можно представлять состоящим из i потоков vi и считать ионизацию частиц каждого вида независимой. При этом vi и v связаны соотношением vi (Т, Е) = gi(Т, E)v, где15057-91.jpg - коэфф. выхода реакции на поверхности по i-му каналу. В общем случае15057-92.jpg где R - коэф. отражения первичных частиц от поверхности. Подставляя15057-93.jpg получим:

15057-94.jpg

При П. и. атомных потоков R = 0,15057-95.jpg =1.
Для трудноионизируемых веществ15057-96.jpg выражения (4) упрощаются (рис. 1):

15057-97.jpg

Измеряя j, можно найти каждую из входящих в (5) величин. На этом основаны поверхностно-ионизационные методы исследований поверхности твёрдого тела и процессов взаимодействия частиц с твёрдым телом.
В случае15057-98.jpg когда15057-99.jpg и15057-100.jpg плотность ионного тока:

15057-101.jpg

15057-102.jpg

Рис. 1. Зависимости j(Т) при15057-103.jpg E=const, v=const для случаев:15057-104.jpg= 1 (1),15057-105.jpgвозрастает с увеличением Т (2);15057-106.jpgуменьшается с увеличением T (3).
15057-107.jpg

Рис. 2. Зависимости j(T)при15057-108.jpg15057-109.jpg= 1 (1),15057-110.jpg возрастает с увеличением Т (2),15057-111.jpg уменьшается с увеличением Т (3).

Особенностью "лёгкой" ионизации15057-112.jpg является существование температурного порога Т0 (рис. 2) и температурного и полевого гистерезисов вблизи Т0. Величина Т0, зависящая от теплот испарения ионов и нейтральных частиц с поверхности, увеличивается с ростом v и уменьшается при увеличении Е. Пороговые явления вызываются зависимостью теплоты испарения ионов и нейтральных частиц от степени покрытия и от Е.
В случае15057-113.jpg при Т > Т0 ионизируется практически каждая адсорбировавшаяся частица или каждая образованная ею вторичная частица; j слабо зависит от T и E, если15057-114.jpg = 1 или постоянна, и значит. превосходит токи, получаемые с помощью др. видов ионизации.
В случае неоднородных по j твёрдых тел (напр., поликристаллических) на эмиссию ионов оказывают влияние т. н. контактные поля пятен (см. Работа выхода). При их компенсации внешним электрич. полем ионный ток равен сумме токов с отдельных пятен. При этом в интервале Т порядка неск. сотен градусов ф-лы (4,5) сохраняются при введении в них усреднённых значений15057-115.jpgА*,15057-116.jpgИз-за сильной зависимости15057-117.jpg от15057-118.jpg положит. ионы трудноионизируемых веществ образуются преимущественно на участках с15057-119.jpg а отрицательные ионы - с15057-120.jpg так что при сравнимых площадях пятен15057-121.jpg В нестационарных условиях (v15057-122.jpgv0 +15057-123.jpg) покрытие N и ионный ток I изменяются со временем. Часто специально создают такие условия, нарушая равновесный адсорбированный слой резким изменением v, Т, или знака приложенного напряжения V. По изменению I со временем при разных Т можно найти все кинетич. параметры термич. десорбции ионов (а в ряде случаев и нейтральных частиц), определяющие величины потоков частиц с поверхности: l±, l0, С, D, а также ср. времена жизни частиц на поверхности по отношению к термодесорбции в виде ионов и нейтральных частиц.
П. и. - один из эфф. способов ионизации. Она позволяет получать измеримые токи положит. ионов от частиц с V15057-124.jpg9В, а отрицат. ионов - от частиц с S15057-125.jpg 0,6В. В большом числе комбинаций частица - твёрдое тело осуществляется лёгкая ионизация.
П. и. используется в ионных источниках, детекторах молекулярных и атомных пучков (включая селективные детекторы и газоанализаторы органич. соединений), для компенсации объёмного заряда электронов в разл. устройствах. П. п. позволяет исследовать мн. физико-хим. процессы на поверхности твёрдого тела, а также свойства частиц и поверхности твёрдого тела. Применяются свыше 30 поверхностно-ионизационных методов для определений: V и S атомов, молекул и радикалов; кинетич. характеристик термодесорбции этих частиц в виде ионов и в нейтральном состоянии; для изучения реакций на поверхности твёрдого тела; фазовых переходов в адсорбированных слоях; для определения активности катализаторов в гетерогенных реакциях диссоциации и др. Эти методы пригодны при высоких Т и имеют большую чувствительность, если15057-126.jpg Существуют комбинированные методы, в к-рых П. и. сочетается с термоэлектронной эмиссией, с электронно-стимулированной десорбцией и др.

Литература по поверхностной ионизации

  1. Зандберг Э. Я., Ионов Н. И., Поверхностная ионизация, М., 1969;
  2. их же, Методы физико-химических исследований, основанные на явлении поверхностной ионизации, в сб.: Проблемы современной физики. К 100-летию со дня рождения А. Ф. Иоффе, Л., 1980;
  3. Зандберг Э. Я., Расулев У. X., Поверхностная ионизация органических соединений, "Успехи химии", 1982, т. 51, в. 9;
  4. Зандберг Э. Я., НазаровЭ. Г., РасулевУ. X., Применение нестационарных процессов поверхностной ионизации в исследованиях взаимодействия частиц с поверхностью твердого тела "Изв. АН СССР, сер. физ.", 1985, т. 49, в. 9, с. 1666.

Э. Я. Зандберг

к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

Знаете ли Вы, что такое мысленный эксперимент, gedanken experiment?
Это несуществующая практика, потусторонний опыт, воображение того, чего нет на самом деле. Мысленные эксперименты подобны снам наяву. Они рождают чудовищ. В отличие от физического эксперимента, который является опытной проверкой гипотез, "мысленный эксперимент" фокуснически подменяет экспериментальную проверку желаемыми, не проверенными на практике выводами, манипулируя логикообразными построениями, реально нарушающими саму логику путем использования недоказанных посылок в качестве доказанных, то есть путем подмены. Таким образом, основной задачей заявителей "мысленных экспериментов" является обман слушателя или читателя путем замены настоящего физического эксперимента его "куклой" - фиктивными рассуждениями под честное слово без самой физической проверки.
Заполнение физики воображаемыми, "мысленными экспериментами" привело к возникновению абсурдной сюрреалистической, спутанно-запутанной картины мира. Настоящий исследователь должен отличать такие "фантики" от настоящих ценностей.

Релятивисты и позитивисты утверждают, что "мысленный эксперимент" весьма полезный интрумент для проверки теорий (также возникающих в нашем уме) на непротиворечивость. В этом они обманывают людей, так как любая проверка может осуществляться только независимым от объекта проверки источником. Сам заявитель гипотезы не может быть проверкой своего же заявления, так как причина самого этого заявления есть отсутствие видимых для заявителя противоречий в заявлении.

Это мы видим на примере СТО и ОТО, превратившихся в своеобразный вид религии, управляющей наукой и общественным мнением. Никакое количество фактов, противоречащих им, не может преодолеть формулу Эйнштейна: "Если факт не соответствует теории - измените факт" (В другом варианте " - Факт не соответствует теории? - Тем хуже для факта").

Максимально, на что может претендовать "мысленный эксперимент" - это только на внутреннюю непротиворечивость гипотезы в рамках собственной, часто отнюдь не истинной логики заявителя. Соответсвие практике это не проверяет. Настоящая проверка может состояться только в действительном физическом эксперименте.

Эксперимент на то и эксперимент, что он есть не изощрение мысли, а проверка мысли. Непротиворечивая внутри себя мысль не может сама себя проверить. Это доказано Куртом Гёделем.

Понятие "мысленный эксперимент" придумано специально спекулянтами - релятивистами для шулерской подмены реальной проверки мысли на практике (эксперимента) своим "честным словом". Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

НОВОСТИ ФОРУМАФорум Рыцари теории эфира
Рыцари теории эфира
 06.07.2020 - 08:46: СОВЕСТЬ - Conscience -> РУССКИЙ МИР - Карим_Хайдаров.
06.07.2020 - 04:18: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> Проблема государственного терроризма - Карим_Хайдаров.
06.07.2020 - 04:14: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> РАСЧЕЛОВЕЧИВАНИЕ ЧЕЛОВЕКА. КОМУ ЭТО НАДО? - Карим_Хайдаров.
06.07.2020 - 04:13: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Михаила Делягина - Карим_Хайдаров.
05.07.2020 - 18:02: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> ПРОБЛЕМЫ КОНСПИРОЛОГИИ - ГЕРМЕТИЗАЦИИ ЗНАНИЙ - Карим_Хайдаров.
05.07.2020 - 18:01: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Проблема народного образования - Карим_Хайдаров.
05.07.2020 - 17:59: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Владимира Николаевича Боглаева - Карим_Хайдаров.
05.07.2020 - 17:52: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Игоря Стрелкова - Карим_Хайдаров.
05.07.2020 - 12:30: ЭКОЛОГИЯ - Ecology -> Биологическая безопасность населения - Карим_Хайдаров.
05.07.2020 - 12:29: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Пламена Паскова - Карим_Хайдаров.
05.07.2020 - 09:17: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Андрея Фурсова - Карим_Хайдаров.
05.07.2020 - 08:35: ЭКОНОМИКА И ФИНАНСЫ - Economy and Finances -> ПРОБЛЕМА КРИМИНАЛИЗАЦИИ ЭКОНОМИКИ - Карим_Хайдаров.
Bourabai Research Institution home page

Bourabai Research - Технологии XXI века Bourabai Research Institution