Перезарядка іонів

Перезарядка іонів, процес взаємодії позитивних іонів з нейтральними атомами (молекулами) або поверхнею твердого тіла, що супроводиться обміном електронами між взаємодіючими частками. (Часто нестрого називається П. і. і аналогічні взаємодії негативних іонів.) П. і. у газах і рідинах відбувається за схемою А ⁺ + B ⁰ ® A ⁰ + В ⁺ (верхні індекси відповідають заряду частки). Якщо П. і. не супроводиться зміною внутрішній енергії системи взаємодіючих часток, вона називається резонансною. Таким процесом є, наприклад, обмін електроном між атомарним іоном і атомом того ж елементу (або ж між молекулярним іоном і молекулою тієї ж речовини). Вірогідність П. і. (що характеризується її ефективним поперечним перерізом ) визначається родом часток А і В і швидкості їх відносного руху; вона залежить від параметра а D E/hu ( а — розмір іонізуємой частки, D Е — зміна внутрішній енергії, h — Планка постійна, v — відносна швидкість часток). При зменшенні v перетин П. і. сильно зменшується для нерезонансної П. і. (коли ade/hu >> 1) і монотонно зростає для резонансної. Типовий приклад — перезарядка протонів на атомарному і молекулярному водні ( мал. ). Процеси П. і. можуть грати істотну роль в енергетичному балансі гарячіше плазми .

  Можлива також резонансна П. і. з утворенням нейтрального атома (молекули) не в основному, а у збудженому стані, коли електрон захоплюється на один з вільних верхніх рівнів енергії (див. Атом, Молекула ) .

  П. і. поблизу поверхні металу (при захваті іоном електрона з металу) відбувається аналогічно П. і. у газах. Особливий вигляд П. і.— захват двох електронів з утворенням негативного іона — можливий для позитивних атомарних або молекулярних іонів електронегативних газів (див. Спорідненість до електрона, Електронегативність ) .

  Основну роль в механізмі П. і. грає тунельний ефект . П. і. широко використовується в різних варіантах активною і пасивною діагности плазми . Див. також Іонізація, Зіткнення атомні .

  Літ.: Месси Р., Бархоп Е., Електронні і атомні зіткнення, пер.(переведення) з англ.(англійський), М., 1958; Федоренко Н. Ст, Іонізація при зіткненнях іонів з атомами, «Успіхи фізичних наук», 1959, т. 68, ст 3; Атомні і молекулярні процеси, під ред. Д. Бейтса, пер.(переведення) з англ.(англійський), М., 1964.

Ефективні перерізи s перезарядки іонів водню (протонів) в атомному (резонансна перезарядка) і молекулярному (нерезонансна перезарядка) водні: v — відносна швидкість часток, що стикаються.