Jonizacja termiczna

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania

Jonizacja termiczna – zjawisko jonizacji wywołanej ruchem cieplnym i zderzeniami cząsteczek substancji. Termin odnosi się do dwóch zjawisk:

Jon – atom lub grupa atomów połączonych wiązaniami chemicznymi, która ma niedomiar lub nadmiar elektronów w stosunku do protonów. Obojętne elektrycznie atomy i cząsteczki związków chemicznych posiadają równą liczbę elektronów i protonów, jony zaś są elektrycznie naładowane dodatnio lub ujemnie.Energia gr. ενεργεια (energeia) – skalarna wielkość fizyczna charakteryzująca stan układu fizycznego (materii) jako jego zdolność do wykonania pracy.
  1. jonizacji termicznej w gazach, inaczej termojonizacja;
  2. jonizacji powierzchniowej wywołanej parowaniem jonów.

Jonizacja termiczna w gazach[ | edytuj kod]

Jonizacja termiczna w gazach to jonizacja spowodowana zderzeniem cząsteczek. Zachodzi ona wówczas, gdy łączna energia obu cząsteczek jest co najmniej równa energii jonizacji. Prawdopodobieństwo zajścia tego rodzaju jonizacji zależy silnie od temperatury. Zgodnie z teorią kinetyczną gazów, rozkład Maxwella określa prawdopodobieństwo, że cząsteczka będzie miała określoną prędkość, a zatem i energię kinetyczną. Rozkład ten jest asymetryczny, silnie wydłużony w kierunku większych energii. Wynika stąd, że w dowolnej temperaturze istnieje niezerowe prawdopodobieństwo znalezienia cząsteczek o takich energiach, że cząsteczki te będą zdolne do jonizacji. Dlatego w gazie, nawet całkowicie odizolowanym od promieniowania jonizującego, zawsze istnieje pewna ilość jonów. Prawdopodobieństwo zajścia jonizacji termicznej rośnie wraz z temperaturą, a w temperaturze rzędu milionów kelwinów zbliża się do wartości 1. Gaz osiąga wówczas stan plazmy, czyli całkowitej jonizacji. Jest to tak zwana gorąca plazma. Znaczący wkład jonizacji termicznej do jonizacji całkowitej zaczyna pojawić się temperaturze rzędu tysięcy kelwinów. Na przykład w temperaturze 2500 K liczba cząsteczek o energii kinetycznej 10 eV wynosi ok. 5%. Taka energia, dodana do energii drugiej cząsteczki, wystarcza do jonizacji atomów większości substancji (zobacz wykres w Energia jonizacji).

Temperatura – jedna z podstawowych wielkości fizycznych (parametrów stanu) w termodynamice. Temperatura jest związana ze średnią energią kinetyczną ruchu i drgań wszystkich cząsteczek tworzących dany układ i jest miarą tej energii.Kelwin – jednostka temperatury w układzie SI równa 1/273,16 temperatury termodynamicznej punktu potrójnego wody, oznaczana K. Definicja ta odnosi się do wody o następującym składzie izotopowym: 0,00015576 mola H na jeden mol H, 0,0003799 mola O na jeden mol O i 0,0020052 mola O na jeden mol O.

Jonizacja termiczna jest istotnym mechanizmem jonizacji zachodzącym w atmosferach gwiazd (również Słońca).

Zależność stopnia jonizacji od temperatury, gęstości, gazu i energii jonizacji podaje wzór Sahy.

Podstrony: 1 [2] [3]




Warto wiedzieć że... beta

Rozkład Maxwella – wzór określający rozkład prędkości cząstek gazu doskonałego, w którym poruszają się one swobodnie i nie oddziałują ze sobą, z wyjątkiem bardzo krótkich zderzeń sprężystych, w których mogą wymieniać pęd i energię kinetyczną, ale nie zmieniają swoich stanów wewnątrzcząsteczkowych. Cząstka w tym kontekście oznacza zarówno atomy jak i cząsteczki.
Prawdopodobieństwo – ogólne określenie jednego z wielu pojęć służących modelowaniu doświadczenia losowego poprzez przypisanie poszczególnym zdarzeniom losowym liczb, zwykle z przedziału jednostkowego (w zastosowaniach często wyrażanych procentowo), wskazujących szanse ich zajścia. W rozumieniu potocznym wyraz „prawdopodobieństwo” odnosi się do oczekiwania względem rezultatu zdarzenia, którego wynik nie jest znany (niezależnie od tego, czy jest ono w jakimś sensie zdeterminowane, miało miejsce w przeszłości, czy dopiero się wydarzy); w ogólności należy je rozumieć jako pewną miarę nieprzewidywalności.
Plazma – zjonizowana materia o stanie skupienia przypominającym gaz, w którym znaczna część cząstek jest naładowana elektrycznie. Mimo że plazma zawiera swobodne cząstki naładowane, to w skali makroskopowej jest elektrycznie obojętna.
Energia jonizacji, potencjał jonizacyjny atomu lub cząsteczki – minimalna energia, którą należy dostarczyć, aby oderwać elektron od atomu danego pierwiastka lub cząsteczki. Przy jonizacji atomu znajdującego się w stanie podstawowym używa się określenia "pierwszy potencjał jonizacyjny"; przy odrywaniu kolejnych elektronów mówi się o drugim, trzecim, n-tym potencjale jonizacyjnym, określając w ten sposób energię potrzebną do oderwania n-tego elektronu po wcześniejszym oderwaniu n - 1 elektronów.
Elektronowolt (eV) – jednostka energii stosowana w fizyce. Jeden elektronowolt jest to energia, jaką uzyskuje bądź traci elektron, który przemieścił się w polu elektrycznym o różnicy potencjałów równej 1 woltowi:
Kinetyczno-molekularna teoria gazów — mikroskopowy model budowy gazów, umożliwiający makroskopowy opis ich właściwości przy założeniu bardzo dużej ilości atomów, cząsteczek lub jonów.
Wzór Sahy – równanie sformułowane przez hinduskiego astrofizyka Meghnada Sahę określające zależność stopnia zjonizowania gazu przez promieniowanie od temperatury. Przy jednokrotnej jonizacji równanie to wyrażone jest wzorem

Reklama