Добавил:

fench Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Национальный исследовательский ядерный университет (МИФИ)

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Колесников Спектроскопическая диагностика плазмы 2007.pdf

Скачиваний:

199

Добавлен:

16.08.2013

Размер:

2.3 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 78 / 98 9 > Следующая >>>

4. Ионизационные потенциалы

Табл. П4.1 дает ионизационные потенциалы, т.е. выраженные в электрон-вольтах значения энергии, необходимой для ионизации того или иного элемента в следующую стадию ионизации.

Как обычно, римской цифрой I обозначены нейтральные атомы, II – однократно ионизированные атомы и т.д. Жирным шрифтом выделены потенциалы ионизации заполненных оболочек для облегчения интерполяции.

Последняя таблица, помещённая отдельно от основной, содержит ионизационные потенциалы высших состояний ионизации. Данные для нейтральных атомов.

Таблица П4.1

Потенциалы ионизации (эВ)

	Эле-						Состояние ионизации
	мент
	мент		I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI
1	H		13,5984
2	He		24,5874	54,403
3		Li	5,3917	75,619	122,420
4	Be		9,3227	18,206	153,850	217,66
5	B		8,2980	25,149	37,920	259,298	340,13
6	C		11,2603	24,376	47,864	64,476	391,986	489,84
7	N		14,5341	29,605	47,426	77,450	97,863	551,925	666,8
8	O		13,6181	35,146	54,934	77,394	113,873	138,080	739,114	871,1
9	F		17,4228	34,98	62,646	87,23	114,214	157,117	185,139	953,60	1102,2
10		Ne	21,5645	41,07	63,43	97,16	126,4	157,91	207,3	239,0	1196	1360,7
11		Na	5,1391	47,29	71,65	98,88	138,60	172,36	208,444	264,155	299,78	1465	1646,4
12		Mg	7,6462	15,03	80,12	109,29	141,23	186,86	225,31	265,957	327,90	367,36	1761,23
13		Al	5,9858	18,823	28,44	119,96	153,77	190,42	241,93	285,13	330,1	398,5	441,9
14		Si	8,1517	16,34	33,46	45,13	166,73	205,11	246,41	303,87	351,83	401,3	476,0
15		P	10,4867	19,65	30,156	51,354	65,007	220,414	263,31	309,26	372,62	425,46	479,4
16		S	10,3600	23,4	34,7	47,29	72,5	88,029	280,99	328,80	378,95	448,6	506,4
17		Cl	12,9676	23,80	39,90	53,3	67,80	96,75	114,27	348,3	400,7	455,8	531,4
18		Ar	15,7596	27,62	40,90	59,8	74,97	91,41	124,20	143,46	422,6	480,0	539,5
19		K	4,3407	31,81	46,1	61,3	82,5	99,88	118,24	154,6	175,94	504,1	566,2
20		Ca	6,1132	11,87	51,21	67,7	84,39	109	128,0	148,1	188,2	211,29	592,5
21		Sc	6,5615	12,80	24,75	74,3	92,0	111,1	138	159,3	181,2	224,8	249,76
22		Ti	6,8281	13,57	27,47	43,24	99,8	120	140,8	171	193,8	217,2	264,5
23		V	6,7462	14,65	29,31	48	65,2	128,9	151	173,7	206	231,0	256,3
24		Cr	6,7665	16,49	30,95	49,6	73,2	90,60	161,2	185	209,6	255
25		Mn	7,4340	15,64	33,69	52	76,1	98	119,24	196,4	222	248,4
26		Fe	7,9024	16,18	30,63	57,1	78	102	128	151,1	234,6	262	290,3

212

Продолжение табл. П4.1

Эле-						Состояние ионизации
мент
мент		I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI
27	Co	7,8810	17,05	33,5	53	83,5	106	132	161	195	295	305
28	Ni	7,6398	18,15	35,2	56,0	78	110	136	166	201	236	318
29	Cu	7,7264	20,29	37,0	58,9	82	106	140	169	206	243
30	Zn	9,3942	17,96	39,7	62	86	112	142	177	212	249
31	Ga	5,9993	20,53	30,7	64,1	90	118	144	174	218	255
32	Ge	7,8994	15,93	34,23	45,7	93,4	113	148	177	212	262
33	As	9,7886	20,2	28,1	50,1	62,8	127,5	150	182	218	253
34	Se	9,7524	21,4	32,0	42,9	73,1	81,8	155	187	223	260
35	Br	11,8138	21,6	35,9	50	60	87	104	193	228	266
36	Kr	13,9996	24,58	37,0	52	66	80	110	127	234	270
37	Rb	4,1771	27,4	39,3	52	71	86	102	134	153	277
38	Sr	5,6949	11,03	43,0	57	72	93	109	126	161	182	324
39	Y	6,2173	12,3	20,5	62	76,9	94	117	135	152	191
40	Zr	6,6339	14,03	24,11	33,99	83	98,8	118	143	163	181
41	Nb	6,7589	13,5	28,1	38,3	49,5	103	125	145	172	193
42	Mo	7,0924	15,2	27,0	40,5	56	72	125	153	174	204
43	Tc	7,28	15	29	43	59	76	94	162	184	206
44	Ru	7,3605	16,4	28,6	46,5	63	81	100	119	194	217
45	Rh	7,4589	18,1	31,0	45,6	67	85	105	126	147	228
46	Pb	8,3369	19,9	33,4	48,8	66	90	110	132	155	178
47	Ag	7,5762	22,0	39,7	52	70	89	116	139	162	187
48	Cd	8,9938	16,92	38,2	55	73	94	115	146	170	195
49	In	5,7864	18,87	27,8	58	77	98	120	144	178	204
50	Sn	7,3439	14,63	30,6	39,6	81,1	103	126	150	176	213
51	Sb	8,6084	16,7	24,8	44,0	55,8	107,6	132	157	184	211
52	Te	9,0096	18,8	30,6	37,9	60,3	72,3	137,1	164	192	220
53	J	10,4513	19,5	31,4	41,7	52	77	90	169,9	200	229
54	Xe	12,1298	21,2	32,1	45,5	57	68	96	110	204,7	238
55	Cs	3,8939	23,5	35	45,5	62	74	86	117	132	246
56	Ba	5,2117	10,01	35,7	48,8	62	80	93	106	140	156
57	La	5,5769	11,43	19,2	52	66	80	100	114	128	165
58	Ce	5,5387	12,3	20	33,5	70	85	100	122	137	152
59	Pr	5,473					89	106	122	146	162
60	Nd	5,5250						110	128	147	171
61	Pm	5,582							135	154	173
62	Sm	5,6437	11,4							161	181
63	Eu	5,6704	11,3								187
64	Gd	6,1498
65	Tb	5,8638
66	Dy	5,9389
67	Ho	6,0215
68	Er	6,1077
69	Tu	6,1843	12,11
70	Yb	6,2542	12,11	19
71	Lu	5,4259		19
72	Hf	6,8251	14,9	21	31
73	Ta	7,5496		22,3	33,1	45
74	W	7,8640	14	24,1	35,4	48	61
75	Re	7,8335	13,1	26,0	37,7	51	64	79
76	Os	8,4382	15	25	40	54	68	83	99

213

Окончание табл. П4.1

Эле-						Состояние ионизации
мент
мент		I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI
77	Ir	9,9670	16	27	39	57	72	88	104	121
78	Pt	8,9588	18,56	28,5	41,1	55	75	92	109	127	146
79	Au	9,2255	20,1	30,5	43,5	58	73	96	114	133	153
80	Hg	10,4375	18,761	34,21	46,0	61	77	94	120	139	159
81	Tl	6,1082	20,43	29,8	50,7	64	81	98	116	145	166
82	Pb	7,4167	15,03	32,0	42,3	69,73	84	103	122	142	173
83	Bi	7,2855	16,7	25,4	45,3	56,0	94,42	107	127	148	169
84	Po	8,414	18,2	28	38	61	73	112	132	154	176
85	At	9,5	18,2	30	41	51	78	91	138	160	183
86	Rn	10,7485	19,9	29,8	43,8	55	67	97	111	166	190
87	Fr	4,0727	21,5	32	43	59	71	84	117	133	197
88	Ra	5,2784	10,15	34,3	46,4	58,5	76	89	103	140	156
89	Ac	5,17	11,5		49	62	76	95	109	123	164
90	Th	6,3067			29,52	65	80	94	115	130	145
91	Pa	5,89					84	100	115	138	154
92	U	6,1941						104	121	137	162

Одним из удобных пособий в практике исследований являются диаграммы Гротриана. Их удобство по сравнению с табличными данными связано с наглядностью графического представления спектра любого атома и иона.

Достаточно систематизированные диаграммы атомов и ионов представлены в работах:

Яценко А.С. Диаграммы Гротриана нейтральных атомов. Новосибирск, Наука, 1993,

Яценко А.С. Диаграммы Гротриана однократных ионов. Новосибирск, Наука, 1996,

Яценко А.С. Диаграммы Гротриана многократных ионов. Новосибирск, Наука, 2001,

Яценко А.С. Оптические спектры H- и He-подобных ионов. Новосибирск, Наука, 2003,

а также на сайте NIST (USA) http://physics.nist.gov/PhysRefData/ASD/index.html .

Собраны и систематизированы спектроскопические данные о димерах большинства химических элементов в работе Смирнов Б.М., Яценко А.С. Димеры. Новосибирск, Наука, 1997. Приводятся электронные, колебательные и вращательные постоянные, потенциалы ионизации и диссоциациии и др.

214

В работе Телегин Г.Г., Яценко А.С. Оптические спектры атмосферных газов. Новосибирск, Наука, 2000 представлены современ-

ные данные по спектроскопическим параметрам атомов, молекул и ионов, входящих в состав атмосферного газа и межзвездной среды. Информация включает атомные и молекулярные постоянные, электронные и колебательно-вращательные переходы, значения энергии ионизации и диссоциации, времена жизни уровней и др.

Ниже представлены диаграммы Гротриана некоторых ионов. В предлагаемых диаграммах основной терм помещен в середине схемы. Значения длин волн представлены в Å.

215

5.Деление спектра по свойствам излучения

Втабл. П5.1 приведены некоторые данные, характеризующие экспериментальные методы, применяемые для изучения различных областей спектра. В ней указаны типы источников и приемников излучения и способы спектрального разложения.

Большое значение имеет разрешающая сила

λλ = νν

где Δλ и Δν – соответственно разности длин и частот спектральных линий, которые еще разрешаются.

В последнем столбце табл. П5.1 указаны примерные значения разрешающей силы, достигаемые для исследуемой области наиболее точными методами. Разрешающая сила спектрального прибора зависит от ширины спектральной линии, даваемой прибором и соответствующей строго монохроматическому излучению (приборная ширина).

Следует подчеркнуть, что сам термин «спектральная линия» связан с тем, что оптический спектральный прибор дает изображение в виде линии, входной щели прибора, на которую падает исследуемое излучение; спектр получается как совокупность таких изображений щели в виде линий, каждая из которых соответствует монохроматическому излучению. При дискретной совокупности частот излучения отдельные изображения щели образуют дискретный спектр, при непрерывной совокупности частот излучения эти изображения сливаются, образуя сплошной спектр.

216

Таблица П5.1

Экспериментальные методы излучения различных областей спектра

Область спектра		Источники	Способ	Приемники	Разре-
название	диапазон		Способ		Разре-
название	диапазон		спектрального		шающая
	длин	излучения	разложения	излучения	сила
	волн		разложения		сила
	волн
Радио-	> 10 см	Излучающие	Изменение	Приемная	107
частотная		радиоконтуры	частоты	радиосхема
	10 см –		контура
Микро-	10 см –	Клистроны, гиро-	Изменение	Пьезокварц,	106-109
волновая	1 мм	троны, замагни-	частоты клис-	болометры
		ченная плазма	трона, гиро-
	1 мм –		трона
Инфра-	1 мм –	Термо-	Эшелетты,	Болометры,	103-105
красная	750 нм	излучатели	призмы	фотоэлементы,
				фотопластин-
	750 нм –			ки
Видимая	750 нм –	Газовый разряд,	Призмы,	Фотопластин-	106
	400 нм	дуга, искра,	дифракцион-	ки,
		люминесцентные	ные решетки	фотоэлементы
	400 нм –	источники, плазма
Ультра-	400 нм –	Газовый	Призмы,	Фотопластин-	106
фиолето-	10 нм	разряд, дуга, ис-	дифракцион-	ки,
вая		кра, люминесцен-	ные решетки	фотоэлементы
	< 10 нм	тные источники
Рентге-	< 10 нм	Рентгеновские	Дифракцион-	Фотопластин-	105
новская		трубки, магнит-	ные решетки,	ки, фотоэле-
		ные ловушки,	кристаллы	менты, иони-
		термоядерная		зационные
	< 10-2 нм	плазма		камеры
Гамма-	< 10-2 нм	Ядерные источни-	Сцинтиллятор-	Эмульсионные	102 - 101
излуче-		ки, пико- и фем-	ные и стильбе-	и фотопла-
ние		тосекундная ла-	новые детекто-	стинки
		зерная плазма	ры с металли-
			ческими фильт-
			рами

217

ЛИТЕРАТУРА

1.Курнаев В.А. Макроскопические методы исследования плазмы. // Энциклопедия низкотемпературной плазмы. Вводный том, кн. 2. – М.:

Наука, 2000. С. 442-448.

2.Колесников В.Н. Низкотемпературная плазма как объект диагностики.// Энциклопедия низкотемпературной плазмы. Вводный том, кн. 2. –

М.: Наука, 2000. С. 393-411.

3.Колесников В.Н. Оптические и спектральные методы диагностики плазмы. // Энциклопедия низкотемпературной плазмы. Вводный том, кн.

2.– М.: Наука, 2000. С. 490-507.

4.Зайдель А.Н., Островская Г.В., Островский Ю.И. Техника и практика спектроскопии. – М.: Наука, 1976.

5.Биберман Л.М., Воробьев В.С., Якубов И.Т. Кинетика неравновесной низкотемпературной плазмы. – М.: Наука, 1982.

6.Герцберг Г.: Спектры и строение двухатомных молекул. – М.: Издво иностр. лит., 1949.

7.Грим Г. Спектроскопия плазмы. – М.: Атомиздат, 1969.

8.Райзер Ю.П. Физика газового разряда. – М.: Наука, 1987.

9.Собельман И.И. Введение в теорию атомных спектров. – М.: Наука,

1977.

10.Грановский В.Л. Электрический ток в газе. – М.: Наука, 1971.

11.Druyvesteyn М., Penning F. // Rev. Mod. Phys., 1940, № 12, Р. 87.

12.Гиппиус Е.Ф., Лунин Н.В. Измерение потоков примесей. // Энциклопедия низкотемпературной плазмы. Справочные приложения, серия Б, том V-1, часть 1: Диагностика низкотемпературной плазмы. – М.: Янус-К, 2006. С. 196-216.

13.Ануфриев Г.С., Болтенков Б.С., Рябинков А.И. Масс-спектры высокого разрешения остаточного газа в металлической вакуумной камере. //ЖТФ, 2006. Т. 76. Вып.1.

14.Стриганов А.Р. Одинцова Г.А.: Таблицы спектральных линий. – М.: Энергоатомиздат, 1982.

15.Зайдель А.Н. Таблицы спектральных линий. – М.: Наука, 1977.

16.Кузьменко Н.Е., Кузнецова Л.А., Кузяков Ю.Я. Факторы Франка– Кондона двухатомных молекул. – М.: МГУ, 1984.

17.Аксененко М.Д., Бараночников М.Л. Приемники оптического излучения. Справочник. – М.: Радио и связь, 1987.

18.Энциклопедия низкотемпературной плазмы (ЭНТП). Справочные приложения, серия Б, том V-1, часть 1: Диагностика низкотемпературной плазмы, часть 2: Справочные материалы./Под ред. В.Н. Колесникова – М.:

Янус-К, 2006-2007.

218

СОДЕРЖАНИЕ
Введение........................................................................................................	3
1. Фундаментальные основы спектроскопической
диагностики плазмы ...............................................................................	10
1.1. Состав плазмы ...................................................................................	10
1.2. Распределение частиц по скоростям ...............................................	15
1.3. Основные столкновительные процессы
в низкотемпературной плазме .........................................................	29
1.4. Основные радиационные процессы и спектр
излучения плазмы ..............................................................................	43
1.5. Базовые модели состояния плазмы .................................................	80
1.6. Процессы переноса ...........................................................................	90
1.7. Спектральная диагностика пылевой плазмы ..................................	95
2. Спектроскопические методы диагностики плазмы ..............................	108
2.1. Система спектроскопических методов диагностики .....................	108
2.2. Методы диагностики по спектрам УВЧ диапазона .......................	108
3. Методика и техника спектроскопических измерений
в УВИ диапазоне .....................................................................................	143
3.1. Типичная структура спектроизмерительной установки ................	143
3.2. Блок исследуемой плазмы (БИП) ....................................................	145
3.3. Система сбора и канализации излучения .......................................	146
3.4. Спектральные приборы ....................................................................	149
3.5. Приемники излучения ......................................................................	190
Приложения:
1. Физические константы ........................................................................	195
2. Классификация спектров атомов ........................................................	201
3. Периодическая система элементов ....................................................	204
4. Ионизационные потенциалы ..............................................................	212
5. Деление спектра по свойствам излучения .........................................	216
Литература ...................................................................................................	218

219

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 78 / 98 9 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

#
16.08.2013919.62 Кб110Козин Експертные системы Учебное пособие 2008.pdf
#
16.08.20131.75 Mб188Козин Математическое моделирование Учебное пособие 2008.pdf
#
16.08.20131.37 Mб142Козин Программирование численных методов линейной алгебры 2010.pdf
#
16.08.20131.82 Mб82Колдобский Ионизируюсчая радиация воздействие, риски, обсчественное восприятие 2008.pdf
#
16.08.20131.27 Mб125Колдобский Создание термоядерного оружия 2007.pdf
#
16.08.20132.3 Mб199Колесников Спектроскопическая диагностика плазмы 2007.pdf
#
16.08.201322.79 Mб201Колобашкина-Част-1.pdf
#
16.08.201311.69 Mб23Кондратев Кинетика химических газовых реакций 1958.pdf
#
16.08.2013783.09 Кб53Кондратева Граммар анд воцабулары 2008.pdf
#
16.08.20131.48 Mб67Кондратенко Физика полупроводниковыих приборов 2009.pdf
#
16.08.20131.25 Mб22Коновалов Учебно-методическое пособие по курсу 2007.pdf