Приглашаем посетить сайт
СТОЛКНОВЕНИЯ АТОМНЫЕ
СТОЛКНОВЕНИЯ АТОМНЫЕ - элементарные акты соударения двух атомныхчастиц (атомов, молекул, электронов или ионов). С. а. делятся на упругиеи неупругие.
При упругом С. а. суммарная кинетич. энергия соударяющихся частиц остаётсяпрежней - она лишь перераспределяется между частицами, а направления движениячастиц меняются. В неупругом С. <а. изменяются внутр. энергии сталкивающихсячастиц (они переходят на др. уровни энергии) и соответственно изменяетсяих полная кинетич. энергия. При этом меняется электронное состояние атомалибо колебат. или вращат. состояние молекулы (см. Молекулярные спектры).
Упругие С. а. в газах или слабоионизов. плазме определяются переносапроцессами. Испытываемые частицами С. а.- акты рассеяния на др. частицах- препятствуют их свободному движению. наиб. существенно на перемещениечастицы влияют те С. а., в к-рых направление её движения заметно меняется. <Поэтому коэф. диффузии (перенос частиц), вязкости (перенос импульса), теплопроводности(перенос энергии) и др. коэф. переноса газа выражаются через эфф. сечениерассеяния атомов или молекул этого газа на большие углы. Аналогично подвижность ионовсвязана с сечением рассеяния иона на атоме или молекуле газа на большиеуглы, а подвижность электронов в газе или электропроводность слабоионизов. <плазмы - с сечением рассеяния электрона на атоме или молекуле газа.
Сечение упругого столкновения атомов или молекул на большой угол притепловых энергиях частиц наз. газокинетическим сечением; оно имеет величинупорядка 10-15 см 2 и определяет длину свободногопробега частицы в среде.
Упругое С. а. на малые углы может влиять на характер переноса эл.-магн. <излучения в газе. Энергия проходящей через газ эл.-магн. волны поглощаетсяи затем переизлучается атомами или молекулами газа. При этом даже слабоевзаимодействие излучающей частицы с другими (окружающими её) частицами«искажает» испускаемую волну, т. е. сдвигает её фазу или частоту. При нек-рыхусловиях осн. характеристики распространяющейся в газе эл.-магн. волныопределяются упругим рассеянием взаимодействующих с ней атомов или молекулна окружающих частицах, причём существенным оказывается рассеяние на малыеуглы.
Процессы неупругих С. а. весьма разнообразны. Перечень неупругих процессов, <к-рые могут происходить в газе иди слабоионизов. плазме, приведён в табл.
Неупругие процессы столкновений с участием атомных частиц и фотонов
Примечание: А, В и С обозначают атом или молекулу; В*-электронно-возбуждённыйатом или молекулу, е-электрон; А +, В + -положительнозаряженный ион, А--отрицательно заряженный ион;
-фотон. <Стрелки указывают направление процесса.
В лаб. условиях и разл. явлениях природы гл. роль играют те или иныеотдельные неупругие процессы соударения частиц. Напр., излучение с поверхностиСолнца обусловлено б. ч. столкновениями между электронами и атомами водорода, <при к-рых образуются отрицат. ионы водорода (табл., п. 26). Осн. процесс, <обеспечивающий работу гелий-неонового лазера (см. Газовый лазер),- передачавозбуждения атомами гелия, находящимися в метастабильных состояниях, атомамнеона (табл., п. 6); осн. процесс в электроразрядных молекулярных газовыхлазерах - возбуждение колебат. уровней молекул электронным ударом (табл.,п. 3), в результате этого процесса электрич. энергия газового разряда частичнопреобразуется в энергию лазерного излучения. Осн. процессы в газоразрядныхисточниках света - возбуждение атомов электронными ударами (табл., п. 2)в резонансных лампах, а в лампах высокого давления - фоторекомбинация электронови ионов (табл., п. 24). Спиновой обмен (табл., п. 7) ограничивает параметрыквантовых стандартов частоты, работающих на переходах между состояниямисверхтонкой структуры атома водорода или атомов щелочных металлов (табл.,п. 9). Разл. неупругие процессы С. а. с участием свободных радикалов, ионов, <электронов и возбуждённых атомов определяют многие свойства атмосферы Земли, <причём на разных высотах преобладают разл. процессы.
Лит.: Мак-Даниель И., Процессы столкновений в ионизованных газах, <пер. с англ., М., 1967; Смирнов Б. М., Атомные столкновения и элементарныепроцессы в плазме, М., 1968; его же, Ионы и возбужденные атомы в плазме, <М., 1974; Никитин Е. Е., У м а н с к и й С. Я., Неадиабатические переходыпри медленных атомных столкновениях, М., 1979; Никитин Е. Е., Смирнов Б. <М., Медленные атомные столкновения, М., 1990. Б. М. Смирнов.