Как возбуждается и ионизируется газ

высокий энергетический уровень или совершенно покинет атом. Этот процесс носит название ступенчатого возбуждения.

Описанный механизм ударной ионизации относится к любому виду частиц, будь то электроны, альфа- или другие какие-либо быстро летящие частицы.

Другим процессом возбуждения и ионизации газа, имеющим место в газоразрядных счетчиках, является процесс поглощения атомами газа квантов лучистой энергии. Кванты световых, рентгеновских и гамма-лучей, попадая в атом, передают всю или часть своей энергии атому, возбуждая или ионизируя его*). При этом, как и в первом случае,

 

*) Это явление носит название объемной фотоионизации газа.

 

атом может воспринять такое количество энергии, какое необходимо электрону, чтобы он мог либо занять дозволенный энергетический уровень, либо оторваться от ядра.

Газы или пары могут поглощать лишь такие кванты энергии видимого света, которые они могут сами испускать. Если энергия кванта превышает потенциал ионизации данного атома, то квант отдает ему часть энергии и сам становится при этом более длинноволновым.

У некоторых газов, в частности у инертных, существует один или несколько таких энергетических уровней, с которых электрон не может самопроизвольно перейти на нижний уровень. Как говорят в физике, переход здесь «запрещен». Эти энергетические уровни называются мета-стабильными уровнями, само состояние возбужденного атома называется метастабильным состоянием, а такой атом — метастабильным атомом. Из такого состояния в нормальное атом может перейти двумя путями: либо получить дополнительную энергию, дающую возможность электрону занять более высокий энергетический уровень, с которого ему не «запрещено» самопроизвольно переходить на более низкие уровни обычным путем, либо метастабильный атом передает свою энергию путем столкновения с другими атомами и молекулами газа или с металлической стенкой сосуда.

В последнем случае, если величина энергии метастабильного атома превышает работу выхода металла, то атом вырвет из него один электрон. Время жизни метастабильных атомов определяется внешними условиями. Метастабильные атомы играют серьезную роль в работе газоразрядного счетчика.

Возбуждение и ионизация газа могут происходить также и под действием высокой температуры (термическая ионизация и термическое возбуждение). Так как при высокой температуре сильно увеличивается число быстро движущихся частиц газа, то значительная часть столкновений частиц друг с другом могут привести к переходу кинетической энергии движения частиц в энергию их возбуждения или ионизации. Это явление можно легко наблюдать. Если посолить пламя горелки газовой плиты, то оно окрашивается в желтый цвет вследствие того, что под действием

Страница 2 of 3« First...23