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  

Многозарядные ионы (высокоионизованные атомы)

Многозарядные ионы (высокоионизованные атомы) - положительно заряженные ионы с большой кратностью ионизации. M. и. участвуют в процессах, протекающих в высокотемпературной лабораторной и астрофиз. плазме.

Специфич. особенности M. и., отличные от свойств нейтральных атомов с таким же числом электронов, объясняются их сильным кулоновским полем. К таким особенностям относятся конечная величина сечений возбуждения M. и. электронами при пороговых значениях энергии (ср. с возбуждением атома и молекулы), наличие резонансных пиков на кривой зависимости эфф. сечений от энергии, восстановление правильного порядка заполнения электронных оболочек (у нейтральных многоэлектронных атомов он нарушается; см. А том), наличие линий-сателлитов в спектрах испускания (см. ниже) и т. д.

Спектроскопич. символ иона

3031-101.jpgгде Z - заряд ядра иона, N - число электронов в нём) определяет масштаб величин его радиац. и столк-новит. характеристик. Так, расстояние между уровнями энергии и ионизационный потенциал3031-102.jpg, длины волн спектральных линий3031-103.jpg потенциал электростатич. взаимодействия электронов с ядром 3031-104.jpg потенциал спин-орбитального взаимодействия 3031-105.jpg, радиус иона 3031-106.jpg , лэмбовский сдвиг 3031-107.jpgвероятность электрич. дипольного перехода3031-108.jpg

Эфф. сечения столкновит. процессов также зависят от z. Эти процессы можно характеризовать масштабным фактором za, причём для процессов возбуждения и ионизации электронами3031-109.jpgдля фотоионизации3031-110.jpg перезарядки при столкновениях с нейтральными атомами a = 1, ионизации нейтральных атомов3031-111.jpg и т. д. T. о., эфф. сечения элементарных процессов с участием M. и. сильно зависят от партнёра по столкновениям и параметра r.

С ростом z существенно возрастает влияние релятивистских и радиац. эффектов на характеристики M. и., а тип связи угловых и спиновых моментов электронов отличается от LS-связи (см. Связь векторная): происходит непрерывный переход от LS-связи к jj-связи. Если спин-орбитальное и эл--статич. взаимодействия одного порядка величины, то имеет место промежуточный тип связи.

В результате появления релятивистских эффектов меняются отбора правила ,разрешаются переходы, запрещённые для нейтральных атомов, и при определ. условиях интенсивность запрещённых линий в спектрах M. и. становится значительной. Так, в плотной плазме интеркомбинац. линия 3031-112.jpg (см. Интеркомбинационные квантовые переходы)в спектрах гелиеподобных ионов с3031-113.jpgимеет сравнимую с резонансной линией 3031-114.jpgинтенсивность. В нейтральных атомах HeI магн. дипольный переход 23S1 - 11S0 запрещён правилами отбора, в то же время в спектрах испускания плазмы низкой плотности соответствующая линия, принадлежащая гелиеподобным M. и., отчётливо регистрируется и используется для диагностики плазмы. Спектры M. и. изоэлектронного ряда сходны со спектрами нейтральных атомов, имеющих то же число электронов, они лишь смещаются в КВ-об-ласть (длина волны3031-115.jpg. Так, длины волн резонансных линий атомов H и Не составляют 1216 и3031-116.jpg а соответствующие линии в спектрах водородоподобных ((Hl) и гелиеподобных ([He]) ионов железа - 1,78 и 3031-117.jpg . В спектрах M. и. появляются, кроме того, дополнит, линии, отсутствующие в спектрах нейтральных атомов; их наз. сателлитами. Одна из причин их появления - влияние процесса диэлектронной рекомбинации M. и. при их взаимодействии с электронами плазмы. Такой процесс происходит в два этапа: сначала M. и. захватывают электрон, образуя автоионизац. состояние, энергия к-рого лежит выше границы ионизации образующегося иона; при этом в ионе одноврем. возбуждается ещё один или более электронов. Автоионизац. состояние затем может распадаться по двум каналам: автоионизационному-с испусканием электрона или радиационному - с испусканием кванта и переходом в "стабильное" (лежащее ниже границы ионизации) состояние. Для M. и. характерен радиац. канал распада с испусканием фотона3031-118.jpgВ результате таких переходов в спектре M. и. появляется линия-сателлит на частоте 3031-119.jpg , соответствующей переходу в ионе, кратность к-рого на единицу меньше. Так, сателлитами резонансной линии3031-120.jpgгелиеподобных ионов являются линии, соответствующие переходам между конфигурациями3031-121.jpgв [Li] ионах. Ионы в дважды (или многократно) возбуждённых состояниях могут образоваться также при др. элементарных процессах.

Наиб, полно исследованы спектры [Не] ионов и их сателлиты, т. е. спектры [Li] ионов. Эти ионы достаточно просты для исчерпывающего теоретич. анализа и информативны для определения параметров лаб. и астро-физ. плазм. Обозначения, принятые для спектральных линий [Не] и [Li] ионов, приведены в табл. 1. Присутствие одного или неск. дополнит, электронов незначительно изменяет длины волн сателлитов по сравнению с осн. линией. Напр., для резонансной линии3031-122.jpgгели-енодобного иона 3031-123.jpg а для её d и q-сателлитов, т. е. ионов 3031-124.jpg 3031-125.jpg и 3031-126.jpg соответственно.

С ростом z возрастает интенсивность сателлитов, она пропорциональна коэф. ветвления 3031-127.jpg где A и W - вероятности радиац. и автоионизац. распадов автоионизац. состояний. Вероятность W слабо зависит от 2, в то время как А резко возрастает с ростом z (для электрич. дипольных переходов 3031-128.jpg, поэтому при больших z распад автоионизац. состояний происходит гл. обр. по радиац. каналу, т. е. с образованием линий-сателлитов. Сателлиты, как правило, имеют малую ширину (по отношению к расстоянию между ними) и при достаточном спектральном разрешении хорошо регистрируются. T. о., в спектрах излучения M. и. сосредоточено большое число спектральных линий сравнимой интенсивности: линий, принадлежащих иону данной кратности (в т. ч. запрещённых, компонент тонкой структуры), а также сателлитов, испускаемых ионами меньших кратностей. Каждый ограниченный спектральный интервал содержит богатую информацию о строении иона, а также о параметрах плазмы, в к-рой он существует.

Табл. 1.

3031-129.jpg

* J и J'- квантовые числа полного момента начального и конечного состояний.


3031-130.jpg


Рис. 1. Спектр вакуумной искры (7) и солнечной вспышки (г) (линии ионов Fe XXIV-XXV).

3031-131.jpg

Рис. 2. Спектр лазерной плазмы (линии Ca XVIII-XIX).

Спектры M. и. наблюдаются в спектрах короны Солнца и звёзд; к лаб. источникам M. и. относятся: лазерная плазма, вакуумная искра, плазменный фокус ,плазма токамака, стелларатора, пинч-источники, магн. ловушки, ускорители и т. д. Широкое распространение получили компактные ECR-источники M. и., основанные на эффекте электронно-циклотронного резонанса. Ионами с макс, кратностью ионизации является [H] и [Не] ионы урана3032-1.jpgполученные на ускорителе ионов в Радиационной лаборатории им. Э. Лоуренса (1985, Беркли, США); для ионов3032-3.jpgизмепеп лэмбовский сдвиг уровня3032-4.jpgк-рый равен что3032-5.jpg хорошо согласуется с расчётными данными (75 эВ).



3032-2.jpg


Рис. 3. Спектр плазмы токамака (линии Fe XXIV-XXV).

Первые эксперим. исследования спектров M. и. и их сателлитов были выполнены в 1920-40-х гг., интенсивные исследования начаты в 60-70-х гг. внеатмосферным изучением короны Солнца методами рентгеновской спектроскопии. Точность измерения3032-6.jpgв спектрах лаб. и астрофиз. источников сравнима с точностью теоретич. пасчётов. .3032-7.jpg составляет 10-4-10-5 для диапазона3032-8.jpg На рис. 1-3 приведены рентг.

спектры для разл. источников M. и. Экспериментально, как правило, измеряются разности между длинами волн линий данной и резонансной, к-рая обычно согласуется с расчётной. Появились первые эксперим. измерения (1986) абс. длин волны переходов в [H] и [Не] ионах. Эти результаты являются наиб, точными и подтверждают надёжность теоретич. расчётов. В табл. 2 приведены значения длин волн l для резонансных переходов 21P1 - 11S0 в [Не] ионах, полученные в вакуумной искре и теоретически рассчитанные.

табл. 2.

3032-9.jpg

Спектральные характеристики M. и. рассчитываются методом самосогласов. ноля (Хартри - Фока метод)с учётом корреляц. и релятивистских эффектов и методом теории возмущений по параметру 1/z на базисе водородоподобных радиальных волновых функций. На основе этих методов созданы комплексы универсальных автоматизиров. программ для ЭВМ, к-рые позволяют производить расчёт спектров M. и., проводить диагностику высокотемпературной плазмы, изучать происходящие в ней элементарные процессы.

MH. элементарные процессы с участием M. и. (возбуждение, ионизация, перезарядка, диэлектронная рекомбинация и т. д.) представляют интерес для лазерной физики, физики плазмы, пучково-плёночной спектроскопии, физики атомных столкновений, рентг. астрономии и астрофизики и т. д.

Литература по многозарядным ионам (высокоионизованным атомам)

  1. Мандельштам С. Л., Коротковолновое излучение Солнца, в сб.: Успехи Советского Союза в исследовании космического пространства, M., 1978;
  2. Novel sources oi higly stripped ions, "Proc. of Int. Conf. Phys. of Highly Ionised Atoms", Oxf., 2-5 July 1984 (North-Holland), Amst., 1985, p. 516;
  3. Пресняков Л. П., Шевелько В. П., Янев P, К., Элементарные процессы с участием многозарядных ионов, M., 1986;
  4. Вайнштейн Л. А., Шевелько В. П., Структура и характеристики ионов в горячей плазме, M., 1986;
  5. Рентгеновская спектроскопия многозарядных ионов, M., 1988.

В. П. Шевелько>

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

(время поиска примерно 20 секунд)


Знаете ли Вы, что, как и всякая идолопоклонническая религия, релятивизм представляет собой инструмент идеологического подчинения одних людей другим с помощью абсолютно бессовестной манипуляции их психикой для достижения интересов определенных групп людей, стоящих у руля этой воровской машины? Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

НОВОСТИ ФОРУМА

Форум Рыцари теории эфира


Рыцари теории эфира
 15.08.2020 - 18:40: ЭКОЛОГИЯ - Ecology -> Биологическая безопасность населения - Карим_Хайдаров.
15.08.2020 - 18:37: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Игоря Алексеевича Гундарова - Карим_Хайдаров.
15.08.2020 - 13:19: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> РАСЧЕЛОВЕЧИВАНИЕ ЧЕЛОВЕКА. КОМУ ЭТО НАДО? - Карим_Хайдаров.
15.08.2020 - 13:18: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Проблема народного образования - Карим_Хайдаров.
15.08.2020 - 13:13: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от О.Н. Четвериковой - Карим_Хайдаров.
15.08.2020 - 09:53: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Пламена Паскова - Карим_Хайдаров.
14.08.2020 - 11:19: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Дэвида Айка - Карим_Хайдаров.
14.08.2020 - 07:59: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> Проблема государственного терроризма - Карим_Хайдаров.
14.08.2020 - 07:55: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> КОМПЬЮТЕРНО-СЕТЕВАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ДЛЯ ВСЕХ - Карим_Хайдаров.
14.08.2020 - 07:54: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> ЗА НАМИ БЛЮДЯТ - Карим_Хайдаров.
13.08.2020 - 06:29: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Андрея Фурсова - Карим_Хайдаров.
13.08.2020 - 05:42: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Вячеслава Осиевского - Карим_Хайдаров.

Боровское исследовательское учреждение - Bourabai Research Bourabai Research Institution