CHAPTER 3 MASSEY
The experimental análisis of the
cross section for impacto f electrons with atom and Ions – Ionization cross –
section, in Chapter 1 we have described the methods that have been used for
measuring the total collision cross – section of atoms toward electrons.
En altas
energías, la excitación y ionización de los atomos puede ocurrir y la sección
eficaz
Qs es la
excitación del sth estado del átomo y Qe
de
para una colisión con ionización es donde la energía del electrón expulsado se
encuentra entre y e
+ de.
Una sección eficaz individual es de la forma
donde 
define
la distribución angular de los electrones.
define
la distribución angular de los electrones.
LAS COLISIONES DE UN ELECTRÓN CON UN GAS
ATÓMICO O UNA MOLÉCULA PUEDEN SER:
-ELÁSTICAS
-INELÁSTICAS
-SUPERELÁSTICAS
COLISIONES ELASTICAS: los electrones que inciden sobre un blanco en
este tipo de colisiones pueden perder energía en una fracción del orden de
m[electrón]/M[átomo] 10-3 la
cual puede ser despreciada para varios propósitos.
-Podemos asumir que el electrón no
pierde energía en una colisión elástica con el átomo.
COLISIONES INELÁSTICAS: Se pierde Energía cinética en el electrón
incidente, esta energía la pierde para excitar el movimiento interno del átomo.
Esta colisión puede tener tanta energía como
para ionizar o no al átomo
IONIZADA
NO IONIZADA
Esto puede pasar dependiendo de si
hay energía suficiente para excitar y expulsar uno o más electrones del átomo.
SUPERELÁSTICA
El átomo tiene que estar excitado y el electrón
que incide gana energía del movimiento interno del átomo.
RADIATIVA
Cuando se da una colisión que genera radiación
electromagnética, entonces se trata de una colisión esencialmente inelástica.
El concepto de sección eficaz de colisiones, si
hay N átomos por cm 3, el chance de que exista una colisión en una distancia dx
es: NQ dx
Regarding any such impact as removing
an electron from the beam the amount of the
beam current strength lost in
traversing a distance dx
from a point P Hill be given by
dI = NQ Ip dx;
donde Ip es
el ancho de la corriente en P.
implica
donde x electrones se desvían
a es el coeficiente de absorción del gas para
un rayo de electrones
Si p es la presión del gas
expresada en Torr, entonces
N = 2(7x 10 19
p/760)
y podemos derivar para a una sección eficaz Q, donde
Q = a / N = 2.81 x 10-17
a/p [cm2]
Esta cantidad es llamada la
sección eficaz total de colisiones de los átomos del gas para los electrones
que llevan le velocidad incidente del rayo.
Considerando un paquete de
ondas electrónico viajando con velocidad vx en la dirección x entonces el centro podrá en ausencia de
desviación pasar a una distancia y del centro de esparcimiento. Por el
Principio de Incertidumbre de Heinsemberg
Dy Dvy h/m
y >> h/(m Dvy)
Significa que el paquete de
ondas tiene un ángulo de expansión Dvy/vx
si imponemos como condición:
a >> Dvy/vx
obtenemos por sustitución
ay >> h/(m Dvx)
Analisis de la sección eficaz
total, con probabilidades Po(v), Pn(v), etc., las cuales
son la probabilidad de que un electrón con velocidad v sufra una colisión
elástica o inelástica.
La sección eficaz QPo(v)
es de una colisión elástica ,y Q Pn(v) es para una colisión
inelástica(la cual significa que el átomo se excitará al n-ésimo estado), la
contribución total es:
es decir:
SECCIÓN EFICAZ DIFERENCIAL
Para una colisión elástica Q0
Sea
p(q) sen(q) dq df
la probabilidad de que el
electrón se esparcirá en un ángulo sólido
dW.(= sen(q) dq df)
p(q)Q0 sen(q) dq df
es llamada la sección eficaz
diferencial para esparcimiento elástico en un ángulo sólido dW.
I0(q) sen(q) dq df
entonces tenemos que:
y
De la misma manera para colisiones inelásticas:
In(q) sen(q) dq df
Es
necesario tomar en cuenta la sección eficaz de ionización.
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