- •1.Межмолекулярное взаимодействие в газах.Эффективный газокинетический диаметр.
- •2.Среднее число столкновений и средняя длина свободного пробега
- •3.Частота соударений молекул газа с поверхностью. Число Кнудсена. Степени вакуума.
- •5.Растворимость газов в твердых телах.Газовыделение.Газопроницаемость
- •13.Теплопередача в вакууме,Радиационный теплообмен
- •15. Условие теплового равновесия в вакууме.Термомолекулярный эффект Кнудсена.
- •17. Проводимость трубопровода при вязкостном режиме течения.
- •20 . Классификация вакуумных насосов
- •22. Насосы с масляным уплотнением
- •2 3. Двухроторные вакуумные насосы
- •24. Турбомолекулярные насосы
- •27.Диффузионные насосы.
- •1 − Впускной патрубок; 2 − охлаждаемый коллектор; 3 − защитный экран; 4 −
- •36. Орбитронные ионно-геттерные насосы.
- •37.Магнитные электроразрядные ионно-геттерные насосы.
- •39. Тепловые манометрические преобразователи.
- •40. Электронные ионизационные манометрические преобразователи.
- •41 Магнитные электроразрядные манометрические преобразователи.
- •42. Статические газоанализаторы.
- •43. Квадрупольный динамический масс-фильтр.
- •45. Масс-спектрометрический гелиевый течеискатель.
- •51 Осаждение покрытий методами ионного распыления.
- •55.Методы анализа поверхности твердых тел
- •60. Физические основы спектромерии рор.
- •. Диффузия в плотных газах и в вакууме.
- •Общая характеристика и отличительные особенности вакуумных насосов поверхностного действия.
- •6. Инжекция электронов в вакуум. Электронная эмиссия. Электронная пушка.
- •Устройство
- •29. Вакуумные отражатели и ловушки
- •7.Ионизация молекул разреженных газов. Газовые разряды. Ионные источники
- •7.Ионизация молекул разреженных газов. Газовые разряды. Ионные источники
- •8. Движение заряженных частиц в электрическом и магнитном полях. Магнетрон.
- •1 0. Электростатические энергоанализаторы корпускулярного излучения.
- •61. Физические основы спектрометрии резерфордовского обратного рассеяния. Тормозная способность вещества. Сечение торможения. Фактор тормозного сечения.
- •14. Внутреннее трение в газах. Передача импульса молекул в вакууме
- •63.Спектры резерфордовского обратного рассеяния. Обработка спектров. Аналитическая информация, получаемая методом спектрометрии резерфордовского рассеяния.
- •16.Режимы и основные характеристики течения газа по трубопроводу. Поток газа. Проводимость трубопровода.
- •19.Переходный молекулярно-вязкостный режим течения газа. Проводимость трубопровода при молекулярно-вязкостном режиме течения.
- •26.Эжекторные вакуумные насосы. Низкотемпературные струйные насосы.
- •25. Пароструйная откачка. Рабочие жидкости пароструйных вакуумных насосов.
- •Рабочие жидкости пароструйных насосов
7.Ионизация молекул разреженных газов. Газовые разряды. Ионные источники
Прохождение электрического тока через газ при приложении разности потенциалов между электродами, размещенными в сосуде с газом, называют газовым разрядом.В обычных условиях в газах практически нет свободных носителей заряда и поэтому газы не проводят электричества. Вызвать электропроводность газов можно путем ионизации его молекул под воздействием: нагревания, облучения радиоактивным или электромагнитным, в частности ультрафиолетовым, излучением. При ионизации от электрически нейтральных атома или молекулы газа отрывается один или несколько электронов, в результате возникают положительно заряженный ион и электроны. При взаимодействии электронов с нейтральными атомами или молекулами могут образовываться отрицательные ионы. Процесс ионизации требует затраты определенной энергии – энергии ионизации, величина которой зависит от строения атома или молекулы. Энергия ионизирующих излучений должна превышать энергию ионизации молекул.
Ио́нный исто́чник — устройство для получения направленных потоков (пучков) ионов. Ионный источник является важной частью ускорителей заряженных частиц, масс-спектрометров, ионных микроскопов, электромагнитных разделителей изотопов и многих других устройств.
Поток ионов может быть получен в результате ионной эмиссии из плазмы, при нагревании (термоионная эмиссия), при бомбардировке эмиттера (называется в этом случае мишенью) пучком ионов (ионно-ионная эмиссия), электронами (электронно-ионная эмиссия) и фотонами (фотодесорбция).
Поверхностная ионизация (термоионизация) — метод анализа.
Анализируемое вещество наносится на проволочку из тугоплавкого металла, по которой пропускается электрический ток, разогревающий её до высокой температуры.
За счет высокой температуры нанесенное вещество испаряется и ионизируется. Этот метод обычно используется в изотопной масс-спектрометрии.
Ионно-ионная эмиссия или вторичная ионная эмиссия — явления испускания с поверхности конденсированной средыионов при её бомбардировке другими ионами.
При бомбардировке происходит распыление вещества с поверхности. Ионизация распылённых частиц может происходить как в процессе распыления, так и после — в результате электронного обмена. Образующиеся при эмиссии ионы могут быть как отрицательно так и положительно заряженными и находиться как в основном, так и в возбуждённом состояниях. В пучке могут присутствовать многозарядные ионы, а также молекулярные ионы (например, при бомбардировке металла в атмосфере кислорода возможно образование ионов оксида металла и оксида бомбардирующего элемента). Кроме того, наблюдается образование кластерных ионов, то есть заряженные скопления большого количества атомов (например, ).
Электронно-ионная эмиссия — явление вырывания ионов с поверхности твёрдого тела под действие потоков электронов.
Электронно-стимулированная десорбция ионов
При использовании потоков электронов с энергиями до нескольких кэВ и током до 1 мА за редкими исключеними не происходит деформации атомной структуры поверхности и поэтому эмиссия слаба. Её источником являются атомы и молекулы веществ, адсорбированных на поверхности металла. Электронно-ионная эмиссия с малыми энергиями электронов (10—1000 эВ) является основной для электронно-стимулированной десорбции ионов. Такая электронно-ионная эмиссия является основной для электронно-стимулированной десорбции ионов (ЭСДИ).
Количество частиц, отрываемых при ЭДСИ, как от свойств адсорбируемых атомов и молекул, так и от энергии электронов и атомной и электронной структуры поверхности. При воздействии электронов на поверхность их энергия в силу малой массы идёт не напрямую атомам, а на возбуждение электронных состояний. Возбуждённая таким образом частица может десорбировать, однако иногда для этого дополнительно требуется диссоциация молекулы. Общее количество десорбированных ионов зависит также от того, каким образом отлетевшие ионы нейтрализуются.
Для измерения ЭСДИ используют масс-спектрометрические методы. По энергиям десорбированных ионов можно определить их энергию связи с поверхностью, а по направлению вылета — о направленности этих связей. Обычно энергия десорбированных ионов не превышает нескольких электрон-вольт, и может быть измерена с помощью энергоанализаторов. Направление вылета при этом определяется поворотом анализатора относительно бомбардируемой электронами поверхности твёрдого тела. Эксперименты проводятся в сверхвысоком вакууме, чтобы нивелировать влияние ударной ионизации остаточных газов.