Astronet - йонизация равновесие

равновесие йонизация

- стационарна разпределение на плазмените йони през такси (степен на йонизация). I. стр. определя от баланса (Dynamic. поаза) на всички процеси на йонизация и рекомбинация, и зависи от скоростта тура и плазма плътност, както и външен. въздействия. Последните включват: интензитетът на д-маг. лъчение, космически индукция. лъчи и т.н.

Нека N (X, Z) XZ X брой йони в единичната клетка. обем, където Z - спектроскопия. йон символ-Ing 1-високи мултиплетности (зареждане) йон. За неутрални атоми Z = 1 за еднократно йонизиран атоми Z = 2, и т.н. За специфична стойност за Z атома обикновено е в писмена форма на римски цифри до символа на елемента, например. за X = Fe йони Fe25 = FeXXV = Fe 24+ (е - Fe йони с два електрона - хелий като йон). Относителната концентрация на йони означен XZ NZ = N (X, Z) / N (X). при което - общата концентрация на йони XZ.

Стойностите и NZ NZ зависимост от темп-RY [Зеландия (T)] се различават значително при високи и ниски плазмени плътности. Процесът на определяне където yavl. рекомбинация. При високи плътности nonradiative рекомбинация преобладава небето може да се случи само по време на сблъсъци три частици - йони и два електрона:
. (1)
Вторият електрона трябва да вземете първото излишната енергия (кинетична него. Енергия и енергийна връзка). При ниски плътности, вероятността за процеса (1) е малък и контролирани от рекомбинация на две частици включващи фотон (см. По-долу). Що се отнася до йонизация. и в двата случая при липса на външно. облъчване се дължи на сблъсъци с електрони:
. (2)
по този начин най-висока плътност и липсата на външно. облъчване I. стр. поради баланса на две взаимно обратни процеси (1) и (2). Това означава, че е местен термодинамично равновесие (LTE). Случаят с ниска гъстота на т.нар. коронарната граница (КП) като тя се прилага успешно в условията на слънчевата корона (за LTE и KP см. чл. радиацията линия).

В контекста на LTE специфичен множество брой йони е напълно определени macrocharacteristics - рояк темпо Т и Ne на електронната плътност, и не зависи от характеристиките на елементарните процеси на йонизация и рекомбинация. Така NZ са Saha формула.

където (3)
и GZ - йонизация енергия и статистическа. XZ-йонна тегло (по-точно, обобщена статистическа информация. Тегло с нива на енергия). Фактор S може да се запише като
, (4)
при което - RA-опитен в ЕГ (K). Следователно е ясно, че за всички плътности и темпо-Rah представляваща NAT. интерес, S е изключително голям.

Когато Z> 1 е-ЛИЗАЦИЯ NZ (Т) с увеличаване на Т първоначално увеличава благодарение на йонизация на йони с Z 'Ц.. където
и. (5)
В неравенството (5) е свързан с факта, че вероятността за колизия на три частици е много по-малък при обичайните лабораторни плазмени плътности от две. Когато това се компенсира от по-малък брой електрони, които могат да предизвикат йонизация. В същото време, всички електроните могат да се рекомбинират.

При ниски плътности, три тялото рекомбинация става много рядко събитие, с изключение на рекомбинация кръстовища при много високи нива на енергия (с главно квантово число 100 cm. Рекомбинация RL). I. стр. определя от баланса на йонизация въздействие и две рекомбинация - излъчвателна (радиация) и dielectron. Когато излъчващ рекомбинация
, (6)
т.е. излишната енергия се отвежда от фотон. Dielectronic рекомбинация - TN, процес резонанс, в ром излишната енергия отива в възбуждане йон XZ + 1 на DOS. една държава в друга, и електрон д - е заловен в наследяване ниво на NL. Резултатът е двойно развълнуван йонна XZ **, за да може да отиде-ING обичайната възбудено състояние XZ *, който излъчва фотон:
. (7)
От процесите (6), (7) и йонизация на въздействието не yavl. взаимно обратен, не настъпва LTE ниска плътност. NZ Съотношението + 1 / NZ зависи не само от макроскопските параметри, но също така и от характеристиките на елементарните процеси. В границата на ниска плътност (MP):
. (8)
където на чи - степента на йонизация, а и qkv - скорост (. брой актове в единица време) излъчващ рекомбинация и dielectronic всички нива XZ йон. Стойността отговаря на стойността влезе в тази област. Рекомбинация. За разлика от (3) разпределение (8) е независим от Ne. тъй като темповете на йонизация и рекомбинация сега са еднакво зависят от Ne (те са пропорционални на Ne). В контекста на LTE е доминиран от три тялото рекомбинация, неговата скорост.

Йонизационен принцип Йонизационните криви NZ (Т) за йони
кислород в коронарната граница.
Числата върху кривите показват многообразието
йонизация кислороден атом.

Пример криви за кислород йонизация в употреба е показано на фиг. В ръчен йонизация степен е максимален. С увеличаване на Ne влезе в игра три тяло рекомбинация, NZ + 1 / NZ намалява (по-силно, по-голямата NE), т.е. йонизация криви NZ (Т) се измества към по-висока скорост г. В този случай, важна роля играе йонизация на възбудимост (стъпка йонизация), особено с метастабилни нива. За количествена решение на проблема е необходимо да се реши голям баланс система Ур-ТА. В случай на LTE неравенство поради малкия вероятността от сблъсък с три тялото, и в ръководството - че Magn ЕГ. взаимодействие (излъчващ рекомбинация) е много по-слаба (

1/137 3) от електростатичен (йонизация въздействие). Съотношението на потенциала на йонизация на скоростта на Т. D до клъстер йонна концентрация XZ максималната зависи от съотношението на скоростта на процеса. скорост йонизация намалява с увеличаване на Z. Следователно, количеството обикновено намалява с увеличаване на Z. За водороден йон и хелий-като в скоростната кутия при Z> 20 стойността 4 и 10 на Z