2.6 Ионизационное уравнение Са́ха (– Ленгмюра)

При повышении температуры газа кинетическая энергия составляющих его атомов становится столь высокой, что при столкновении друг с другом атомы начинают терять электроны, то есть начинается процесс ионизации. Такое состояние вещества в физике называется плазмой. Если газ полностью ионизован, то говорят о полностью ионизованной плазме, если же одни атомы ионизованы, а другие остались нейтральными, то говорят о частично ионизованной плазме. Уравнение Саха описывает степень ионизации такой плазмы как функции температуры, давления и энергии ионизации атомов. Уравнение Саха применимо для равновесной плазмы.

где – концентрация атомов в i-й степени ионизации; i – число недостающих электронов; – концентрация электронов; – энергия, необходимая для удаления i электронов из нейтрального атома, то есть для создания атома i-й степени ионизации; – статистическая сумма; – статистический вес уровня n i-кратного иона; – длина волны де Бройля.

Уравнение Саха выполняется, если ионизация и рекомбинация проходят по одному и тому же пути, плазма рассматривается как идеальный газ (при не слишком низких и не слишком высоких плотностях), кулоновская энергия мала по сравнению с тепловой.

Таганрог 2022