|
1.5-rasm. Kvant o‘tishlarning energetik to‘yinishi.
Shunday qilib, fotoionlar soni ( ) ning lazer energiyasi zichligiga bog‘lanish grafigi orqali uyg‘ongan sathdan fotoionlashtirish kesma yuzasi ni aniqlash mumkin. Ushbu usul bilan seziy va rubidiy atomlarining uyg‘ongan sathlaridan fotoionizatsiyaning kundalang kesma yuzalari tajribalarda aniqlangan.
Endi atomlarni uyg‘ongan holatdan avtoionizatsion holatlar orqali ionlashtirish jarayonlarini kengroq qarab chiqamiz.
1.4 Atomlarni yuqori uyg‘ongan avtoionizatsion holatlar orqali ionlashtirish
Umuman atomning avtoionizatsion holatlari uning valent elektroniga nisbatan olingan, ionlanish chegarasidan yuqorida joylashgan diskret holatlar hisoblanadi. Bu holatlar atomning ichki qobig‘idagi elektronlarni uyg‘otish natijasida hosil bo‘ladi. Lekin ko‘pelektronli atomlarda quvvatli lazer nuri ta’sirida bir vaqtning o‘zida ikkita va undan ortiq valent elektronlarning o‘yg‘otilishi natijasida ham avtoionizatsion holatlar hosil bo‘lishi mumkin. Bunday holatlarni siljigan elektron holatlar deb ataydi. Atomning pastki elektron holatlaridan avtoionizatsion holatga o‘tkazish rezonans xarakterga ega bo‘lib, bunday kvant o‘tishlarning ehtimoliyati, to‘g‘ridan-to‘g‘ri kontinuumga ionlashtirishga nisbatan ikki tartibga katta .
Avtoionizatsion holatga o‘yg‘otilgan atomlar nur chiqarish yo‘li bilan asosiy holatlarga qaytishi mumkin, yoki nur chiqarmasdan bir elektronini yo‘qotgan holda, ion holatga o‘tishi mumkin. Bu ikki holda ham qaysi birining ehtimoliyati katta bo‘lsa, elektron shu kanal bo‘yicha avtoionizatsiyaga uchraydi. Avtoionizatsiya vaqti qisqa bo‘lsa, holatning kengligi kengroq bo‘ladi.
Hozirgacha davriy sistemadagi inert gazlardan argon , kripton , ksenon va ishqoriy-er elementlarining ba’zilari, uran va lantanoid guruhidagi qator elementlarning avtoionizatsion holatlari o‘rganilgan.
Avtoionizatsion holatlar - ko‘p pog‘onali lazer fotoionozatsion spektroskopiya metodining o‘rganishi mumkin bo‘lgan tabiiy ob’ektlaridan biridir. Ular ham ridberg holatlari kabi ikki yoki uch pog‘onali usul bilan o‘yg‘otiladi. Ikkinchidan avtoionizatsion holatga uyg‘ongan atomlar tezda ion-elektron juftligi hosil qilib emiriladi va ularni ionizatsion usul bilan qayd qilish juda oson.
Lazer spektroskopiya metodlari ko‘p elektronli atomlardagi juda tor spektral kenglikka ega bo‘lga avtoionizatsion holatlarni o‘rganishga imkon beradi.
Bunga misol sifatida, godaliniy atomidagi spektral yarim kengligi , yashash vaqti bo‘lgan o‘ta tor kenglikdagi avtoionizatsion holatning ko‘zatilishini misol keltirish mumkin.
O‘ta tor spektral kenglikka ega bo‘lgan avtoionizatsion holatlarning paydo bo‘lishi ularning kontinuum bilan o‘zaro ta’siri natijasida yuz berishi mumkinligi to‘g‘risida qator avtorlarning nazariy va eksperimental ishlari mavjud.
Avtoionizatsion holatlar to‘g‘risida eng to‘liq nazariya U. Fano tomonidan ishlab chiqilgan. U atomlarning ionlanish chegarasidan yuqorida, ya’ni yalpi spektr sohasida diskret holatlarning mavjudligi, bu holatning ionlanish chegarasi, pastdagi diskret holatga ta’sir qilishi, ya’ni interferensiyasi mavjudligini birinchi bor aniqladi. Natijada avtoionizatsion spektrlarning formasi o‘zgarib asimmetrik holatga keladi. Kuchli lazer nuri maydonida avtoionizatsion spektrlar o‘zgarib, yangi avtoionizatsion spektrga o‘xshash holatlar paydo bo‘lishiga olib keladi. U esa diskret energetik holatlar o‘rtasidagi interferension hodisalarni yanada ko‘chaytiradi.
Lazer nurlari yordamida atomlarni ko‘p bosqichli fotoionizatsiya usuli bunday hodisalar ustida sistematik ravishda tadqiqotlar olib borishga imkon beradi. Kvanto mexanik nuqtai nazaridan avtoionizatsion holatlarning paydo bo‘lish mexanizmi ikki yo‘l bilan tushuntiriladi.
a) Birinchidan, avtoionizatsion holatlar atomning ichki qobig‘ida joylashgan elektronning o‘yg‘otilishi natijasida hosil bo‘lishi mumkin. Bunda bo‘sh qolgan elektron o‘ringa, yaqin joylashgan qobiqdan elektronning siljishi ko‘zatiladi va elektron atomdan uzib olinadi.
b) Ikkinchidan, avtoionizatsion holatlar bir vaqtda ikkita valent elektronning bir vaqtda, bir impulsda o‘yg‘otilishi natijasida ham paydo bo‘ladi.
Avtoionizatsion holatlarni - qobiq yoki — qobiqdan o‘yg‘otish energiyasi holatdan valent elektronini uzib olish uchun etarli bo‘ladi. Agar valent elektronlarning yig‘indi energiyasi, atomning ionlanish energiyasidan katta bo‘lsa, u holda valent qobig‘ida elektronning ikkilangan o‘yg‘otishi yuz beradi va avtoionizatsion holat hosil bo‘ladi.
Avtoionizatsion holatlarni izlash, atom fizikasidan tashqari, lazer fotoionizatsion metodning effektiv sxemalarini ishlab chiqish uchun ham muhim ahamiyatga ega. Bunday holatlarga o‘yg‘otishning effektiv kesma yuzasi 10-16–10-15 sm2 bo‘lib, bu to‘g‘ridan-to‘gri kontinumga ionlashtirishning effektiv kesma yuzasidan bir-ikki tartibda ziyod. Bu esa o‘z navbatida ko‘p bosqichli o‘yg‘otish usulidagi effektiv sxemalarni ishlab chiqishda qo‘l keladi.
O‘ta tor spektral kenglikka ega bo‘lgan avtoionizatsion holatlarning tajribada ko‘zatishga o‘tishdan oldin, biz ko‘p elektronli atomlarda tor avtoionizatsion holatlarning paydo bo‘lish mexanizmini itterbiy atomi misolida qarab chiqamiz.
Itterbiy atomining asosiy elektron konfiguratsiyasi . -elektron -valent elektronlaridir, qolganlari qoldiq atomni tashkil qiladi. Bunday elektron sistemalar uchun ikki tipdagi avtoionizatsion holatlar mavjud:
Birinchi tipdagi avtoionizatsion holatlar ichki elektron qobiqdan o‘yg‘otilgan elektronlarga tegishli bo‘lsa, ikkinchi tipdagi avtoionizatsion holatlar valent elektronining ikki karra o‘yg‘otilishidan hosil bo‘ladi holatlar hisoblanadi.
Do'stlaringiz bilan baham: |
