Студопедия  
Главная страница | Контакты | Случайная страница

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Электрон-ионная рекомбинация

 

Изменение чувствительности, происходящее вследствие приспособления органа чувств к действующим на него раздражителям, получило название сен-сорной адаптации. Различают три модальности сенсорной адаптации:

1. Полное исчезновение ощущения в процессе продолжительного действия раздражителя. Примерами этого могут служить: адаптация к запаху обонятельного анализатора у человека, длительное время работающего с пахучими веществами; слуховая адаптация к постоянно воздействующим шумам и т.д.

2. Притупление ощущения под влиянием действия сильного раздра-жителя. Например, временное снижение чувствительности зрительного анали-затора, после того как человек попадает из полутемного помещения в условия яркой освещенности (световая адаптация). Данная модальность называется негативной, так как приводит к снижению чувствительности анализатора. Отрицательное воздействие оказывает адаптация к свету и темноте, особенно в условиях тусклого освещения.

3. Повышение чувствительности под влиянием действия слабого раздражителя. Например, при воздействии слабого раздражителя на слуховой анализатор в условиях полной тишины (слуховой анализатор начинает фиксировать довольно слабые звуковые раздражителя – слуховая адаптация).

Примеры. При адаптации глаза, связанной с переходом от темноты к свету, все происходит в обратном порядке. Приспособленный к темноте глаз более чувст-вителен к электромагнитным волнам, находящимся ближе к зелено-голубой части спектра, чем к оранжево-красной. Этот факт иллюстрирует следующий опыт. Если при дневном свете показать человеку красное и синее изображения на черном фоне, то они будут видны одинаково хорошо. При рассматривании того же самого изображения в сумерках будет казаться, что красная его часть исчезла и осталась только синяя. По этой причине, например, в качестве опознавательных знаков, указывающих на контуры взлетной полосы, в аэрофлоте пользуются лампами синего цвета.

Красный цвет способен оказывать стимулирующее влияние в основном только на колбочки. Ношение очков с красными стеклами ускоряет темновую адаптацию, а в силу того, что на палочковое зрение красный цвет практически не действует, высокая чувствительность глаза, необходимая для работы в темноте, при красном свете сохраняется.

Одни из анализаторов обнаруживают высокую скорость адаптации, другие – низкую. Очень быстро, например, способны адаптироваться рецепторы, распо-ложенные в коже (кроме болевых). Гораздо медленнее происходит зрительная адап-тация, следом идут слух, обоняние и вкус.

 

Все виды ощущений не изолированы друг от друга, поэтому их интен-сивность зависит не только от силы раздражителя и уровня адаптации рецеп-тора, но и от раздражителей, воздействующих в данный момент на другие орга-ны чувств. Изменение чувствительности анализатора под влиянием раздраже-ния других органов чувств называется взаимодействием ощущений (рис. 7).

Сенсибилизация (от лат. sensibilis – чувствительный) – это повышение чувствительности анализаторов под влиянием внутренних (психических) факторов. Сенсибилизация или обострение чувствительности, может быть вызвана:

§ взаимодействием ощущений (например, слабые вкусовые ощущения повышают зрительную чувствительность). Это объясняется взаимосвязью анализаторов, их системной работой;

Взаимодействие ощущений
Взаимодействие между ощущениями одного вида. Так, серый цвет на белом фоне будет выглядеть темнее, а в окружении черного цвета – светлее
Взаимодействие между ощущениями различных видов. Так, звуковое раздражение может обострить работу зрительного анализатора, повысив его чувствительность к световым раздражителям
Повышение чувствительности в результате взаимодействия анализаторов или упражнения (сенсибилизация)
Возникновение под влиянием раздражения одного анализатора ощущения, характерного для других анализаторов (синестезия)

 

 


Рис.7. Взаимодействие ощущений

 

§ физиологическими факторами (состоянием организма, введением в организм тех или иных веществ; например, для повышения зрительной чувствительности существенное значение имеет витамин А);

§ ожиданием того или иного воздействия, его значимостью, специаль-ной установкой на различение определенных раздражителей;

§ упражнением, опытом (так, дегустаторы, специально упражняя вку-совую и обонятельную чувствительность, различают разнообразные сорта вин, чая и могут даже определить, когда и где изготовлен продукт).

У людей, лишенных какого-либо вида чувствительности, этот недостаток компенсируется (возмещается) за счет повышения чувствительности других органов (например, повышение слуховой и обонятельной чувствительности у слепых). Это так называемая компенсаторная сенсибилизация.

Синестезия (от гр. synaisthesis – совместное ощущение) – ассоциативное иномодальное ощущение, сопутствующее реальному. Например, у некоторых лиц под воздействием звуковых раздражителей могут возникать яркие зри-тельные образы, различные вкусовые ощущения и т.д.

При взаимодействии ощущений может иметь место явление, называемое контрастом ощущений. Это происходит в тех случаях, когда один и тот же раздражитель ощущается анализатором в зависимости от качественных характеристик другого раздражителя, действовавшего на этот же анализатор одновременно с ним или последовательно (например, последовательный конт-раст вкусовых ощущений).

 

Электрон-ионная рекомбинация

Рекомбинация ионов и электронов в плазме - элементарный акт присоединения электрона к иону, приводящий к снижению заряда нона на единицу. В зависимости от конкретных параметров плазмы преобладает тот или иной механизм рекомбинации: фоторекомбинация, диэлектронная, диссоциативная, тройная электрон-ионная. В свою очередь, механизмы рекомбинации и её интенсивность оказывают существенное влияние на значения основных параметров плазмы (плотность и температуру электронов, ионный состав и др.), определяют характер протекания в плазме макроскопических явлений (возникновение неустойчивостей, сжатие газового разряда, излучательные процессы). Различают механизмы рекомбинации отличаются друг от друга каналами отвода от системы рекомбинирующих частиц энергии, выделяющейся в результате образования связанного состояния. Интенсивность рекомбинации характеризуется коэффициентом рекомбинации, который определяется соотношением:

 

= - α ,

 

где - объёмная концентрация ионов данного j -го сорта,

Ne - концентрация электронов.

Фоторекомбинация иона при столкновении с электроном происходит с излучением кванта света:

e + + ћω

 

(Z - заряд иона).

Сечение фоторекомбинации, пропорционально (e2/ћc)3, порядка 10-6 a o ~ 10-22 см2 (а 0 - радиус Бора), т. е. фоторекомбинация может играть заметную роль лишь в плазме малой плотности при не слишком низких температуpax, когда, с одной стороны, несущественна трёхчастичная рекомбинация, а с другой - отсутствуют молекулярные ионы, эффективно нейтрализующиеся в результате диссоциативной рекомбинации.

Сечение фоторекомбинации выражается обычно через измеряемое сечение обратного процесса (фотоионизация) σи соотношением, вытекающим из принципа детального равновесия:

 

σф = σи,

 

где - статистический вес иона и атома соответственно, k и q - волновые векторы фотона и электрона (q = mv / ћ, v - скорость электрона). Сечение фоторекомбинации с образованием высоковозбуждённого атома с эффективным значением главного квантового числа n даётся выражением:

На рисунке представлена температурная зависимость коэффициента рекомбинации электрона и иона водорода в равновесных условиях. Фоторекомбинация однозарядных и многозарядных ионов с электронами является одним из основных механизмов охлаждения термоядерной плазмы; измерения спектральной интенсивности фоторекомбинации излучения служат важным источником информации о температуре, ионном составе и плотности термоядерной плазмы. Фоторекомбинация играет существенную роль в балансе энергии и заряженных частиц плазмы диффузных и планетарных туманностей, а также короны Солнца и звёзд, остатков сверхновых и звёздного ветра.

 

Рис.Температурная зависимость коэффициента фоторекомбинации электрона и протона.

Диэлектронная рекомбинация протекает через образование автоионизационного состояния иона или атома А:

которое стабилизируется либо в результате соударений с электронами плазмы

либо в результате спонтанного высвечивания

Диэлектронная рекомбинация существенно влияет на зарядовый состав и определяет излучательные свойства высокотемпературной плазмы, содержащей многозарядные ионы,и разреженной плазмы. К плазмам этого типа относятся лабораторная термоядерная плазма, активная среда рентгеновских лазеров, плазма планетарных туманностей, звёздных и галактических корон и др.

Диссоциативная рекомбинация электрона и молекулярного иона

сопровождается диссоциацией молекулярного иона, на которую расходуется энергия связи электрона и иона, преобразующаяся также частично в кинетическую энергию разлёта атомов. Этот процесс в основном определяет объёмную нейтрализацию заряженных частиц в низкотемпературной плазме молекулярных газов, а также в плазме атомарных газов достаточно высокого давления (р 10 тор) при умеренных температуpax тяжёлых частиц (до ~ 1000 К), когда преобладающим сортом положительно заряженных частиц являются молекулярные ионы. Типичные значения коэффициента диссоциативной рекомбинации при комнатной температуре представлены в табл.; если температура отлична от комнатной, она указана в скобках (К):

 

 

Зависимость коэффициента диссоциативной рекомбинации от температуры электронов Те и температуры газа Т имеет вид:

где - значение коэффициента при Те = Т = Т 0.

Обычно один из атомов, образующихся в результате диссоциативной рекомбинации, оказывается сначала в возбуждённом состоянии, а затем переходит в невозбуждённое, спонтанно излучая. Это излучение служит источником информации о механизме диссоциативной рекомбинации, а также о состоянии молекулярных ионов в плазме. Процесс диссоциативной рекомбинации играет заметную роль в ионосфере Земли, в газоразрядной плазме и в активных средах газовых лазеров.

Тройная электрон-ионная рекомбинация происходит по схеме

согласно которой избыточная энергия уносится электроном плазмы. Именно таким процессом объясняется нейтрализация заряженных частиц в плазме атомарного газа с электронной температурой, много меньшей потенциала ионизации атомов, с достаточно высокой плотностью электронов (≥ 1013 - 1014 см-3), при преобладании атомарных ионов (давление газа 10 тор). В этих условиях электрон-электронное соударение в поле иона приводит к захвату одного из электронов в высоковозбуждённое состояние атома с энергией ионизации порядка kTe. В результате последующих столкновений возбуждённого атома с электронами плазмы, а также процессов спонтанного излучения слабосвязанный электрон переходит в основное состояние атома. Поскольку в процессе тройной рекомбинации слабосвязанный электрон большую часть времени проводит в высоковозбуждённых состояниях, структура которых мало зависит от сорта атома, коэффициент тройной рекомбинации при условиях, когда роль спонтанного излучения невелика, описывается выражением:

 

 

Зависимость α от конкретного сорта атома заключена в слабо изменяющемся безразмерном множителе C ≈ 3 – 6. В последней части этого выражения Ne измеряется в единицах см-3, Те - в эВ. Тройная электрон-ионная рекомбинация играет существенную роль в плазме дугового разряда, в пучковой плазме высокого давления и фоторезонансной плазме.

 




Дата добавления: 2014-11-24; просмотров: 83 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав




lektsii.net - Лекции.Нет - 2014-2024 год. (0.01 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав