Рекомбинация ионов и электронов в плазме - элементарный акт присоединения электрона к иону, приводящий к снижению заряда
нона на единицу. В зависимости от конкретных параметров плазмы преобладает тот
или иной механизм (тип) Р.: фоторекомбинация, диэлектронная, диссоциативная,
тройная электрон-ионная. В свою очередь, механизмы Р. и её интенсивность оказывают
существ. влияние на значения осн. параметров плазмы (плотность и температуру электронов,
ионный состав и др.), определяют характер протекания в плазме макроскопич. явлений
(возникновение неустойчивостей, сжатие газового разряда, излучат. процессы).
Разл. механизмы Р. отличаются друг от друга каналами отвода от системы рекомбинирующих
частиц энергии, выделяющейся в результате образования связанного состояния.
Интенсивность Р. характеризуется коэф. Р. а, к-рый определяется соотношением:
где -
объёмная концентрация ионов данного j-го сорта,
Ne - концентрация электронов.
Фоторекомбинация иона при столкновении с электроном происходит с
излучением кванта света:
(Z - заряд иона). Сечение фоторекомбинации, про-порц.
, порядка
см2 (а0 - радиус Бора),
т. е. фоторекомбинация может играть заметную роль лишь в плазме малой плотности
при не слишком низких темп-pax, когда, с одной стороны, несущественна трёхчастичная
Р., а с другой - отсутствуют молекулярные ионы, эффективно нейтрализующиеся
в результате диссоциативной Р. Сечение фоторекомбинации выражается обычно через
измеряемое сечение обратного процесса (фотоионизация) sи соотношением,
вытекающим из принципа детального равновесия:
где-
статистич. вес иона и атома соответственно,
k и q - волновые векторы фотона и электрона (-
скорость электрона). Сечение фоторекомбинации
с образованием высоковозбуждённого атома с эфф. значением гл. квантового числа
n даётся выражением:
На рис. представлена температурная зависимость коэф. Р. a электрона и иона водорода в равновесных условиях. Фоторекомбинация однозарядных и многозарядных ионов с электронами является одним из осн. механизмов охлаждения термоядерной плазмы; измерения спектральной интенсивности фоторекомбинац. излучения служат важным источником информации о температуре, ионном составе и плотности термоядерной плазмы. Фоторекомбинация играет существ. роль в балансе энергии и заряж. частиц плазмы диффузных и планетарных туманностей, а также короны Солнца и звёзд, остатков сверхновых и звёздного ветра.
Температурная зависимость коэффициента фоторекомбинации
электрона и протона.
Диэлектронная рекомбинация протекает через
образование автоионизационного состояния иона или атома А:
к-рое стабилизируется либо в результате соударений
с электронами плазмы
либо в результате спонтанного высвечивания
Диэлектронная Р. существенно влияет на зарядовый
состав и определяет излучат. свойства высокотемпературной плазмы, содержащей
многозарядные ионы ,и разреженной плазмы. К плазмам этого типа относятся
лаб. термоядерная плазма, активная среда рентг. лазеров, плазма планетарных
туманностей, звёздных и галактич. корон и др.
Диссоциативная рекомбинация электрона и молекулярного иона
сопровождается диссоциацией молекулярного иона,
на к-рую расходуется энергия связи электрона и иона, преобразующаяся также частично
в кинетич. энергию разлёта атомов. Этот процесс в осн. определяет объёмную нейтрализацию
заряж. частиц в низкотемпературной плазме молекулярных газов, а также в плазме
атомарных газов достаточно высокого давления (р10
тор) при умеренных темп-pax тяжёлых частиц (до ~ 1000 К), когда преобладающим
сортом положительно заряженных частиц являются молекулярные ионы. Типичные значения
коэф. диссоциативной Р. при комнатной температуре представлены в табл.; если температура
отлична от комнатной, она указана в скобках (К):
Зависимость коэф. диссоциативной Р. от температуры
электронов Те и температуры газа Т имеет вид:
где
-
значение коэф. при Те = Т = Т0. Обычно один из атомов, образующихся в результате
диссоциативной Р., оказывается сначала в возбуждённом
состоянии, а затем переходит в невоз-буждённое, спонтанно излучая. Это излучение
служит источником информации о механизме диссоциативной Р., а также о состоянии
молекулярных ионов в плазме. Процесс диссоциативной Р. играет заметную роль
в ионосфере Земли, в газоразрядной плазме и в активных средах газовых лазеров.
Тройная электрон-ионная рекомбинация происходит
по схеме
согласно к-рой избыточная энергия уносится электроном
плазмы. Именно таким процессом объясняется нейтрализация заряж. частиц в плазме
атомарного газа с электронной температурой, много меньшей потенциала ионизации атомов,
с достаточно высокой плотностью электроновпри
преобладании атомарных ионов (давление газа10
тор). В этих условиях электрон-электронное соударение в поле иона приводит к
захвату одного из электронов в высоковозбуждённое состояние атома с энергией
ионизации порядка kTe. В результате последующих столкновений
возбуждённого атома с электронами плазмы, а также процессов спонтанного излучения
слабосвязанный электрон переходит в основное состояние атома. Поскольку в процессе
тройной Р. слабосвязанный электрон большую часть времени проводит в высоковозбуждённых
состояниях (см. Ридберговские состояния ),структура к-рых мало зависит
от сорта атома, коэф. тройной Р. при условиях, когда роль спонтанного излучения
невелика, описывается выражением:
Зависимость a от конкретного сорта атома заключена в слабо изменяющемся безразмерном множителе В последней части этого выражения Ne измеряется в единицах см-3, Те - в эВ. Тройная электрон-ионная Р. играет существ. роль в плазме дугового разряда, в пучковой плазме высокого давления и фоторезонансной плазме.
А. В. Елецкий
Дело в том, что в его постановке и выводах произведена подмена, аналогичная подмене в школьной шуточной задачке на сообразительность, в которой спрашивается:
- Cколько яблок на березе, если на одной ветке их 5, на другой ветке - 10 и так далее
При этом внимание учеников намеренно отвлекается от того основополагающего факта, что на березе яблоки не растут, в принципе.
В эксперименте Майкельсона ставится вопрос о движении эфира относительно покоящегося в лабораторной системе интерферометра. Однако, если мы ищем эфир, как базовую материю, из которой состоит всё вещество интерферометра, лаборатории, да и Земли в целом, то, естественно, эфир тоже будет неподвижен, так как земное вещество есть всего навсего определенным образом структурированный эфир, и никак не может двигаться относительно самого себя.
Удивительно, что этот цирковой трюк овладел на 120 лет умами физиков на полном серьезе, хотя его прототипы есть в сказках-небылицах всех народов всех времен, включая барона Мюнхаузена, вытащившего себя за волосы из болота, и призванных показать детям возможные жульничества и тем защитить их во взрослой жизни. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.