Ionisation

L'ionisation est le processus physique du de convertir un atome ou la molécule en ion en ajoutant ou en enlevant les particules chargées telles que les électrons ou d'autres ions. Ce travaux de processus légèrement différemment selon si un ion avec une charge électrique positif ou négatif est produit. Une charge électrique positive est produite quand un lien d'électron à un atome ou à une molécule absorbe assez d'énergie d'une source extérieure pour s'échapper de la barrière électrique du potentiel qui l'a à l'origine confinée, où la quantité d'énergie exigée s'appelle le potentiel d'ionisation . Une charge électrique négative est produite quand un électron libre se heurte un atome et est plus tard attrapé à l'intérieur de la barrière potentielle électrique, libérant n'importe quelle énergie excessive. Des ions sont également employés dans l'éjecteur d'ion qui sont employés pour actionner des métiers de l'espace.

L'ionisation peut généralement être décomposée en deux types : ionisation séquentielle et ionisation non séquentielle . Dans la physique classique, seulement l'ionisation séquentielle peut avoir lieu et donc se rapporter à la section classique de l'ionisation pour plus d'information. L'ionisation non séquentielle viole plusieurs lois de la physique classique et sera discutée ainsi en plus détail dans la section de l'ionisation de Quantum de .

Ionisation classique

L'application seulement de la physique classique et du Bohr modèle de l'atome rend atomique et d'ionisation le moléculaire déterministe, celui entièrement est chaque problème aura toujours une réponse précise et calculable. Selon la physique classique il est absolument nécessaire que l'énergie de l'électron dépasse la différence d'énergie de la barrière potentielle qu'elle essaye de passer. Conceptuellement cette idée devrait sembler raisonnable : la même manière qu'une personne ne peut pas sauter par-dessus un mur d'un mètre sans sauter au moins un mètre outre de la terre, un électron ne peut pas obtenir au-dessus d'une barrière 13.6 potentielle de l'eV sans au moins eV 13.

S'appliquer à l'ionisation positive

Selon ces deux principes, l'énergie exigée pour libérer un électron est strictement supérieur ou égal à la différence potentielle entre le atomique ou moléculaire attaché courant orbital et l'orbitale plus élevée possible. Si l'énergie absorbée dépasse ce potentiel, alors l'électron est émis comme électron libre. Autrement, l'électron entre dans brièvement un état Excited jusqu'à ce que l'énergie absorbée soit rayonné par dehors et l'électron réintroduit le plus bas état disponible.

S'appliquer à l'ionisation négative

En raison de la forme de la barrière potentielle, selon ces principes un électron libre doit avoir une énergie supérieur ou égal à cela de la barrière potentielle afin de la faire plus de. S'il a assez d'énergie à faire ainsi, il sera lié au plus bas état d'énergie disponible, et l'énergie restante sera rayonnée loin. Si l'électron n'a pas assez d'énergie pour surpasser la barrière potentielle, alors il est forcé loin par la force électrostatique, décrite par la loi de coulombs , liée à la barrière potentielle électrique.

Ionisation séquentielle

L'ionisation séquentielle est fondamentalement une description de la façon dont l'ionisation d'un atome ou d'une molécule a lieu. Plus spécifiquement, il signifie qu'un ion avec une charge +2 peut seulement être créé d'un ion avec une charge +1 ou une charge +3. C'est-à-dire, la charge numérique d'un atome ou d'une molécule doit changer séquentiellement, toujours se déplaçant d'un nombre en un nombre séquentiel adjacent, ou du .

Ionisation de Quantum

Dans la mécanique quantique De l'ionisation peut encore se produire classiquement où l'électron a assez d'énergie pour la faire au-dessus de la barrière potentielle, mais il y a la possibilité additionnelle de l'ionisation de tunnel de .

Ionisation de tunnel

L'ionisation de tunnel est ionisation due au Quantum perçant un tunnel . Dans l'ionisation classique un électron doit avoir assez d'énergie pour la faire au-dessus de la barrière potentielle, mais le perçage d'un tunnel de quantum permet à l'électron simplement de passer par la barrière potentielle au lieu d'aller toute la manière au-dessus de lui en raison de la nature de vague de l'électron. La probabilité d'un électron perçant un tunnel par la barrière chute au loin exponentiellement avec la largeur de la barrière potentielle. Par conséquent, un électron avec une plus haute énergie peut lui faire davantage d'haut la barrière potentielle, laissant beaucoup de barrière plus mince au tunnel à travers et de ce fait une plus grande chance de faire ainsi.

Ionisation non séquentielle

Quand le fait que le champ électrique de la lumière est un champ électrique alternatif est combiné avec l'ionisation de tunnel, le phénomène de l'ionisation non séquentielle émerge. Un électron que des tunnels dehors d'un atome ou d'une molécule peuvent être envoyé bien en arrière dedans par le champ alternatif, lequel au point il peut recombiner avec l'atome ou la molécule et libérer n'importe quelle énergie excessive, ou lui a également la chance d'ioniser plus loin l'atome ou la molécule par des collisions de haute énergie. Cette ionisation additionnelle désigné sous le nom de l'ionisation non séquentielle pour deux raisons : on, là n'est aucun ordre à la façon dont le deuxième électron est enlevé, et deux, un atome ou une molécule avec une charge +2 peuvent être créés directement d'un atome ou d'une molécule avec une charge neutre, ainsi les frais de nombre entier ne sont pas le séquentiel. L'ionisation non séquentielle est souvent étudiée aux intensités inférieures de laser-champ, puisque la plupart des événements d'ionisation sont séquentiels quand le taux d'ionisation est haut.

Voir également

iktionary
Ionisation de tunnel de pour plus de détails au sujet d'ionisation par le perçage d'un tunnel de quantum.
Quantum perçant un tunnel pour le traitement détaillé de la façon dont le perçage d'un tunnel fonctionne.
Ions pour une meilleure description d'un ion
Potentiel d'ionisation
Photoionisation et mode de photoionisation de
Diagramme de phase
Transition de phase

Références externes

L'ionisation séquentielle de

C₆₀ avec le laser de femtoseconde palpite. Le journal de la physique chimique -- 2001 du 22 janvier -- Volume 114, issue 4, Pp.
La génération harmonique peut-elle causer l'ionisation non séquentielle ? J. Non 31 19 (14 octobre 1998) L841-L848.
Les mécanismes atomiques Probing d'ionisation dans le laser intense met en place en calculant des probabilités indépendantes d'ionisation de la géométrie et de diffraction. Bois de J, E M L l'anglais, S L Stebbings, W Bryan, W R Newell, J McKenna, M Suresh, B Srigengan, I D Williams, I C E Turcu, J M Smith, K G Ertel, E J Divall, talonneur de C J, un J Langley.

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