
【化】 ion impact ionization
ion
【化】 ion
【醫】 ion
【化】 impact ionization; ionization by collision
【醫】 by collision ionization
離子碰撞電離(Ion Collision Ionization)是指高能帶電粒子(離子)在運動過程中與其他原子或分子發生碰撞,導緻後者失去或獲得電子而形成新離子的物理過程。該現象是等離子體物理學與質譜分析領域的核心機制之一。
從漢英詞典角度,其英文對應術語為"Ion-Impact Ionization"或"Ion Collision Ionization"(來源:《牛津物理學詞典》)。當高速運動的離子(如$H^+$、$Ar^+$)與中性粒子碰撞時,若離子動能超過目标粒子的電離能(Ionization Energy),則會觸發電子脫離,反應可表示為: $$ A^+ + B rightarrow A^+ + B^+ + e^- $$ 其中$A^+$為入射離子,$B$為被電離的中性粒子(來源:美國國家标準技術研究院術語庫)。
電離效率取決于:
該現象被廣泛應用于:
此概念涉及原子物理學、電磁學及統計力學的交叉應用,需通過麥克斯韋-玻爾茲曼分布描述粒子能量分布(來源:《物理學評論》術語标準)。
離子碰撞電離是物理電離的一種形式,指高速運動的離子與其他粒子(如原子、分子或另一離子)發生碰撞時,将足夠能量傳遞給目标粒子,導緻其外層電子脫離的過程。這一過程可分為以下要點:
1. 核心機制 當入射離子的動能超過目标粒子中電子的結合能時,電子會被擊出形成自由電子和陽離子。例如,在K吸收和K電離中,分别涉及電子對電粒子的吸收碰撞和電子間的電離碰撞。
2. 能量條件
• 入射離子需達到臨界速度,其動能滿足:
$$
E_k > phi
$$
其中$phi$為電子的結合能。
3. 微觀過程 包括直接電離(電子直接被擊出)、激發自電離(目标粒子先激發後釋放電子)和共振激發雙自電離(涉及多電子躍遷)等類型。
4. 應用領域
• 等離子體物理:如核聚變反應中高能離子的相互作用
• 天體物理:解釋恒星大氣層和星際介質的電離現象
• 實驗室研究:用于粒子加速器和電離探測器的設計
補充說明
該過程與化學電離(如電解質解離)不同,屬于純物理能量驅動的電子脫離現象()。碰撞電離産生的自由電子和離子對物質導電性、能量傳遞等有重要影響。
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