气体放电基础分解PPT学习教案
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第15页/共72页
气体放电物理基础
核辐射引起的电离： （1）射线、质子和氘核
它们引起的电离，相当于高速正离子与气体原子产生 的第一类非弹性碰撞。
（2）射线
它引起的电离，相当于极高速电子与气体原子的第一 类非弹性碰撞。
（3）射线
射线引起的电离相当于能量很大的光子引起的光致电 离，主要产生康普顿效应。
第23页/共72页
气体放电物理基础
带电粒子的热运动 （1）带电粒子的速度分布与平均动能 麦克斯韦分布：
第24页/共72页
气体放电物理基础
三种统计速度：
最可几速度
p
2kT m
平均速度
8kT
m
1.13 p
方均根速度
s
2
3kT
m
1.22p
带电粒子的平均动能：
1 2
mese 2
1 2
M isi 2
2．带电粒子的复合 • 电子和正离子间的复合
假定电子质量为m，正离子质量为M。复合之前
，电子相对于离子的速度为，复合后形成中性原子
速度为u。中性原子的质量则为m＋M。eUi为其电离
能。
m v (m M )u
根据动量守恒有
根据动量守恒有
1 2
mv 2
eU i
1 2
(m
M )u2
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气体放电物理基础
气体放电物理基础
带电粒子的双极性扩散运动
带电粒子的浓度分布随时间的变化
第32页/共72页
气体放电物理基础
气体放电的伏安特性
Va(V)
非自持放电 汤生
放电
1000
自持 暗放电
800
Vf 600
C B
D
自持放电
辉光放电
R
Ea
I
V
弧光 放电
G
400
200
A 010-16 10-14 10-1210-10 10-6
电 子 繁 流 示 意 图
第34页/共72页
气体放电物理基础
（2）汤生第二电离系数—β系数。它是指 一个正离子沿电场方向运行单位路程所产 生的碰撞电离次数。 （3） 汤生第三电离系数—系数。它是指 每个正离子打上阴极表面时，产生的二次 电子发射数。
第35页/共72页
气体放电物理基础 当一个电子由阴极方向进
由于正、负离子间的相对运动速度比较小，所 以离子复合几率比电子复合几率大得多。
在能够形成负离子的气体中，体积复合大多分
两步进行，首先是电子和原子结合形成负离子，然后 负离子再与正离子发生复合。
第21页/共72页
气体放电物理基础 3. 带电粒子的电荷转移 A B A B E
A B A B* E
如极间距离为d，则到达阳极的电子数
n n0ed
（3）
相应的电子流密度为
j j0ed
（4）
从阳极发射的n0个电子，在到达阳极过程中，因α作用在空
间新产生的电子数为na- n0 ＝ n0(ed 1) 。这些也是新产生 的正离子数。如果忽略正离子在空间的碰撞电离作用(＝0)
，就有 n0 (ed 1个) 正离子轰击阴极，它们将在阴极上新 产生 n0(ed 1) 个电子。
——电子使基态原子(或分子)电离和激发
电子必须具有的动能
原子由基态E0激发态
Eme A A* e E
1 2
me 2
Em
E0
eU e
基态原子被电离
e
A
A
2e
E
1 2
me 2
Em
E0
eU e
第6页/共72页
气体放电物理基础
——电子使激发态原子电离和激发
e
A*
A**
e
e
A*
A
e
e
举例：
汞的电离电位为10.4V，而汞弧放电的稳 态电压只有9~10V。这是因为
EF
10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 100
H
10 1I(A)
气体发生稳定放电的区域：正常辉光放电区 (EF)
反常辉光放电区 (FG)
弧光放电区(GH)
第33页/共72页
气体放电物理基础 气体的击穿和巴邢定律 为了描述气体放电中的电离现象，汤生提出了三种 电离过程，并引出三个对应的电离系数： （1） 汤生第一电离系数—α系数。它是指每个电子 在沿电场反方向运行单位距离的过程中，与气体原子发 生碰撞电离的次数。
Ki C
ee 4 me
电子在每次碰撞中 传给气体粒子的平
均能量百分数
第30页/共72页
气体放电物理基础
带电粒子在气体中的扩散运动
电子扩散系 数 离子扩散系 数
De
1 3
ee
Di
1 3
ii
由于e>i， e>i ，所以De>>Di。
爱因斯坦关系式 De kTe Di kTi
Ke e Ki e
第31页/共72页
从以上两式得出 u2 2eUim (无解) (m M )M
说明 电子与正离子的二体复合不可能发生
。
三体碰撞复合
辐射复合
第20页/共72页
气体放电物理基础
• 正负离子间的复合
（a）辐射复合 （b）电荷交换 （c）三体复合
X - +Y+ XY +h X - +Y+ X＋Y X - +Y+＋Z XY +Z
第37页/共72页
气体放电物理基础
假定n0是外界电离源，它的大小不随时间变化。把它 看成第一周期从阴极发射的电子。到了第二周期阴极单
位时间、单位面积发射的它于数等于n0 n0 (ed 1)
。
令 n0(ed 1)
依次类推，可以写出第三、第四、……周期、阴极单位 时间、单位面积发射的电子数以及到达阳极的电子数。 经过无限周期以n后a ，n到0e达d (1阳极 的电2 子数3 为) （5）
第16页/共72页
气体放电物理基础
剩余电离
（1）在地面附近产生剩余电离的原因是地壳中 放射性物质的辐射。 （2）高空中的剩余电离主要是宇宙射线引起的 。宇宙线是来自星际空间的高能粒子。
从地面向上升高时，剩余电离作用开始随高 度增加而下降， 在到达1.5km以后，剩余电离重 新增加。
第17页/共72页
入dx层，则在dx层中将产生 αdx个电子。如果在x处，单位 时间通过单位面积的电子数为n ，则经过dx层后，新产生的电 子数为nαdx，
dn ndx （1）
如已知边界条件为x＝0，n ＝n。，则在均匀电场中(α＝ 常数)，对式上积分，得
x
n n0e0dx n0ex （2）
第36页/共72页
气体放电物理基础
第14页/共72页
气体放电物理基础
• X射线及核辐射引起的电离和剩余电离 X射线：
(1)气体原子吸收X射线量子后，使一个价电子脱离。这 个高能电子使气体原子产生大量的碰撞电离。 (2)高能X射线量子被原子吸收，使原子一个内层电子电 离，随即有较外层的电子跃迁到内层空位上，这个过程 也伴随着能量的释放。新的X量子又可以产生新的电离 。 (3)原子不是完全吸收x射线量子，而是产生康普顿效应 。
第4页/共72页
气体放电物理基础
气体原子的激发和电离
谐振能级
（受激原子自发地直接过渡到 基态， 并产生光子辐射。）
激发态 原子能级
较高激发态能级
（向较低基发态能级跃迁，并产生光 子辐射。）
亚稳能级
（不能自发地通过光辐射向基态跃迁。）
第5页/共72页
气体放电物理基础
• 电子与气体原子碰撞致激发和电离
气体放电基础分解
会计学
1
气体放电物理基础
气体放电中的基本粒子： • 基态原子（或分子） • 电子 e＝1/2mve2，典型密度为 1016~1020/m3. • 激发态原子(或分子) • 正离子和负离子 • 光子 ＝h
第1页/共72页
气体放电物理基础
基本粒子间的相互作用 • 弹性碰撞
参与碰撞的粒子的运动速度和方向发生变 化，而位能不发生变化。
其极限值为
na
n0ed 1
1
n0ed (ed
1)
（6）
第38页/共72页
气体放电物理基础 电子繁流过程中，阴极发出的电子数和到达阳极的电子数
第39页/共72页
气体放电物理基础
相应的电子流密度为
ja
j0ed
1 (ed
1)
（7）
当分母为零，分子也趋于零时，ja仍可以为有限值 。这表明，当外界电离源去除，即使初始电流j0＝0， 放电仍然继续进行，这就形成了自持放电。因此放电
着火(或称击穿)的条件为
(ed 1) 1
（8）
相应的极间电压为自持放电的击穿电压或着火电压。
第40页/共72页
气体放电物理基础
定量分析与场强
和气压P关系时的近似假设：
(1)电场较强，电子在气体中以定向运动为主，忽略乱向热
运动；
(2)电子和气体原子每次磁撞后，沿电场方向的初速度为零
；
(3)电子在一个自由程中从电场获得能量E＝ee，只要ee eUi，则电离几率为1；如果ee＜eUi，电离几率为零。
在无外场作用时，带电离子在气体中的无规 则热运动，在宏观上对外并不表现出电流。但在 电离气体中，某一指定方向的单位面积上，在单 位时间内有一定量的带电粒子通过。
电离气体中的杂乱电子、离子流密度为jeFra bibliotek1 4
enee
ji
1 4
enii
第27页/共72页
气体放电物理基础
带电粒子在气体中的迁移运动
离子迁移速 度
ui Ki
电子迁移速 ue Ke
度
通过气体的电流 j je ji eneue eniui
第28页/共72页
气体放电物理基础
离子迁移率（Longevin公式）Ki
a
e M i
温度为0C，气体压强为133Pa
西安交通大学电子物理与器件教育部重点实验室
第29页/共72页
气体放电物理基础
电子迁移率
i
Ui
（10）
可产生电离碰撞。因此自由程大于Ui/的几率，就 是电离几率。根据自由程分布规律，立即可得
气体放电物理基础 • 光致激发和光致电离
h A A*()
光致激发和光致电离 的光子波长
(nm) 1.24103
W (ev)
第13页/共72页
气体放电物理基础
• 热激发和热电离
(1)气体原子相互碰撞产生电离 (2)高温气体产生热辐射而引起的光致电离 (3)以上两种电离过程所产生的高能电子引起的碰撞电离
e
Hg* (63
p0
)
Hg
e
e
能级为4.66ev
能级为5.43ev
e
Hg* (63
p2
)
Hg
e
e
第7页/共72页
气体放电物理基础
碰撞截面
原子作用半径R： 电子与原子间能发生相互作用的最大距离
。
原子与电子碰撞的有效截面 qe R2
电子能量的函数
有效截面不仅包含原子半径的概念，还包含了带电粒 子和原子在相互作用中，具有几率和不确定因素的含意。
如 He+e(快速） He*+e（慢速）
第二类非弹性碰撞：导致粒子体系位能减小 。
如 He* +e(慢速） He+e（快速）
第3页/共72页
气体放电物理基础
第一类非弹性碰撞:
内能的最大值
Wmax
m2 2(m1
m2 )
E12
E1
1 2
m112
如 m1m2，Wmax0.5E1； m1m2，WmaxE1。
第8页/共72页
气体放电物理基础
电子和气体原子的碰撞几率
总有效截面
Qe nqe
电子的平均自由程
e
1 Qe
1 nqe
第9页/共72页
气体放电物理基础
氦原子的激发截面与电子能量的关系
第10页/共72页
第11页/共72页
气体放电物理基础 • 原子和离子与气体原子碰撞致激发和电离
第12页/共72页
1 2
M nsn 2
3 2
kT ,
Te Ti Tn T
第25页/共72页
气体放电物理基础
带电粒子的平均自由程及其分布律
分子平均自由程
1 4 2r 2n
离子平均自由程 i
电子平均自由程
e 4
2
1 r 2n
电子自由程分布律
nx
ne
exp(
x
e
)
第26页/共72页
气体放电物理基础
杂乱电流密度
A B A* B* E
4．负离子的形成
中三性体原碰子撞捕e获电A子 B形成负A离子B
e
A
A
h
分解吸附
e
XY
(
XY)*
X
Y
分子气体与电子碰撞产生离子对 重粒子间的电荷转移产生离子对
e XY X A B A
Y B
e
第22页/共72页
气体放电物理基础
带电粒子在气体中的运动
• 带电粒子的热运动 • 带电粒子的扩散运动 • 带电粒子的漂移运动
根据假设(1)和的定义， 系数应等于电子在1cm路 程中与气体原子的平均碰撞次数和电离几率的乘积，即
1 电离几率 e
（9）
第41页/共72页
气体放电物理基础
确 根据假设(2)和(3)，当电子在一个自由程中获得的
能量ee等于或大于原子电离能eUi时，就一定产生电 离碰撞。即当电子在两次碰撞间的自由程满足
气体放电物理基础
气体原子的激发转移和消电离
气体粒子的激发转移和消电离是气体粒子的激发 和电离的逆过程，这些基本过程属于重粒子间的第二类 非弹性碰撞。
1．气体原子的激发转移
• 自发辐射跃迁 • 与电子的非弹性碰撞 • 与基态原子的非弹性碰撞
潘宁效应
辐射的淬 灭 敏化荧光
第18页/共72页
气体放电物理基础
平均能量损失率
2m1m2 (m1 m2 )2
举例：me=9.110-31kg, mHe=6.6810-27kg.
e-He原子碰撞：＝2.7210-4, He+-He原子碰撞：＝0.5
第2页/共72页
气体放电物理基础
• 非弹性碰撞
使参与碰撞的粒子间发生了位能的变化。 第一类非弹性碰撞：导致粒子体系位能增加 。
气体放电物理基础
核辐射引起的电离： （1）射线、质子和氘核
它们引起的电离，相当于高速正离子与气体原子产生 的第一类非弹性碰撞。
（2）射线
它引起的电离，相当于极高速电子与气体原子的第一 类非弹性碰撞。
（3）射线
射线引起的电离相当于能量很大的光子引起的光致电 离，主要产生康普顿效应。
第23页/共72页
气体放电物理基础
带电粒子的热运动 （1）带电粒子的速度分布与平均动能 麦克斯韦分布：
第24页/共72页
气体放电物理基础
三种统计速度：
最可几速度
p
2kT m
平均速度
8kT
m
1.13 p
方均根速度
s
2
3kT
m
1.22p
带电粒子的平均动能：
1 2
mese 2
1 2
M isi 2
2．带电粒子的复合 • 电子和正离子间的复合
假定电子质量为m，正离子质量为M。复合之前
，电子相对于离子的速度为，复合后形成中性原子
速度为u。中性原子的质量则为m＋M。eUi为其电离
能。
m v (m M )u
根据动量守恒有
根据动量守恒有
1 2
mv 2
eU i
1 2
(m
M )u2
第19页/共72页
气体放电物理基础
气体放电物理基础
带电粒子的双极性扩散运动
带电粒子的浓度分布随时间的变化
第32页/共72页
气体放电物理基础
气体放电的伏安特性
Va(V)
非自持放电 汤生
放电
1000
自持 暗放电
800
Vf 600
C B
D
自持放电
辉光放电
R
Ea
I
V
弧光 放电
G
400
200
A 010-16 10-14 10-1210-10 10-6
电 子 繁 流 示 意 图
第34页/共72页
气体放电物理基础
（2）汤生第二电离系数—β系数。它是指 一个正离子沿电场方向运行单位路程所产 生的碰撞电离次数。 （3） 汤生第三电离系数—系数。它是指 每个正离子打上阴极表面时，产生的二次 电子发射数。
第35页/共72页
气体放电物理基础 当一个电子由阴极方向进
由于正、负离子间的相对运动速度比较小，所 以离子复合几率比电子复合几率大得多。
在能够形成负离子的气体中，体积复合大多分
两步进行，首先是电子和原子结合形成负离子，然后 负离子再与正离子发生复合。
第21页/共72页
气体放电物理基础 3. 带电粒子的电荷转移 A B A B E
A B A B* E
如极间距离为d，则到达阳极的电子数
n n0ed
（3）
相应的电子流密度为
j j0ed
（4）
从阳极发射的n0个电子，在到达阳极过程中，因α作用在空
间新产生的电子数为na- n0 ＝ n0(ed 1) 。这些也是新产生 的正离子数。如果忽略正离子在空间的碰撞电离作用(＝0)
，就有 n0 (ed 1个) 正离子轰击阴极，它们将在阴极上新 产生 n0(ed 1) 个电子。
——电子使基态原子(或分子)电离和激发
电子必须具有的动能
原子由基态E0激发态
Eme A A* e E
1 2
me 2
Em
E0
eU e
基态原子被电离
e
A
A
2e
E
1 2
me 2
Em
E0
eU e
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气体放电物理基础
——电子使激发态原子电离和激发
e
A*
A**
e
e
A*
A
e
e
举例：
汞的电离电位为10.4V，而汞弧放电的稳 态电压只有9~10V。这是因为
EF
10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 100
H
10 1I(A)
气体发生稳定放电的区域：正常辉光放电区 (EF)
反常辉光放电区 (FG)
弧光放电区(GH)
第33页/共72页
气体放电物理基础 气体的击穿和巴邢定律 为了描述气体放电中的电离现象，汤生提出了三种 电离过程，并引出三个对应的电离系数： （1） 汤生第一电离系数—α系数。它是指每个电子 在沿电场反方向运行单位距离的过程中，与气体原子发 生碰撞电离的次数。
Ki C
ee 4 me
电子在每次碰撞中 传给气体粒子的平
均能量百分数
第30页/共72页
气体放电物理基础
带电粒子在气体中的扩散运动
电子扩散系 数 离子扩散系 数
De
1 3
ee
Di
1 3
ii
由于e>i， e>i ，所以De>>Di。
爱因斯坦关系式 De kTe Di kTi
Ke e Ki e
第31页/共72页
从以上两式得出 u2 2eUim (无解) (m M )M
说明 电子与正离子的二体复合不可能发生
。
三体碰撞复合
辐射复合
第20页/共72页
气体放电物理基础
• 正负离子间的复合
（a）辐射复合 （b）电荷交换 （c）三体复合
X - +Y+ XY +h X - +Y+ X＋Y X - +Y+＋Z XY +Z
第37页/共72页
气体放电物理基础
假定n0是外界电离源，它的大小不随时间变化。把它 看成第一周期从阴极发射的电子。到了第二周期阴极单
位时间、单位面积发射的它于数等于n0 n0 (ed 1)
。
令 n0(ed 1)
依次类推，可以写出第三、第四、……周期、阴极单位 时间、单位面积发射的电子数以及到达阳极的电子数。 经过无限周期以n后a ，n到0e达d (1阳极 的电2 子数3 为) （5）
第16页/共72页
气体放电物理基础
剩余电离
（1）在地面附近产生剩余电离的原因是地壳中 放射性物质的辐射。 （2）高空中的剩余电离主要是宇宙射线引起的 。宇宙线是来自星际空间的高能粒子。
从地面向上升高时，剩余电离作用开始随高 度增加而下降， 在到达1.5km以后，剩余电离重 新增加。
第17页/共72页
入dx层，则在dx层中将产生 αdx个电子。如果在x处，单位 时间通过单位面积的电子数为n ，则经过dx层后，新产生的电 子数为nαdx，
dn ndx （1）
如已知边界条件为x＝0，n ＝n。，则在均匀电场中(α＝ 常数)，对式上积分，得
x
n n0e0dx n0ex （2）
第36页/共72页
气体放电物理基础
第14页/共72页
气体放电物理基础
• X射线及核辐射引起的电离和剩余电离 X射线：
(1)气体原子吸收X射线量子后，使一个价电子脱离。这 个高能电子使气体原子产生大量的碰撞电离。 (2)高能X射线量子被原子吸收，使原子一个内层电子电 离，随即有较外层的电子跃迁到内层空位上，这个过程 也伴随着能量的释放。新的X量子又可以产生新的电离 。 (3)原子不是完全吸收x射线量子，而是产生康普顿效应 。
第4页/共72页
气体放电物理基础
气体原子的激发和电离
谐振能级
（受激原子自发地直接过渡到 基态， 并产生光子辐射。）
激发态 原子能级
较高激发态能级
（向较低基发态能级跃迁，并产生光 子辐射。）
亚稳能级
（不能自发地通过光辐射向基态跃迁。）
第5页/共72页
气体放电物理基础
• 电子与气体原子碰撞致激发和电离
气体放电基础分解
会计学
1
气体放电物理基础
气体放电中的基本粒子： • 基态原子（或分子） • 电子 e＝1/2mve2，典型密度为 1016~1020/m3. • 激发态原子(或分子) • 正离子和负离子 • 光子 ＝h
第1页/共72页
气体放电物理基础
基本粒子间的相互作用 • 弹性碰撞
参与碰撞的粒子的运动速度和方向发生变 化，而位能不发生变化。
其极限值为
na
n0ed 1
1
n0ed (ed
1)
（6）
第38页/共72页
气体放电物理基础 电子繁流过程中，阴极发出的电子数和到达阳极的电子数
第39页/共72页
气体放电物理基础
相应的电子流密度为
ja
j0ed
1 (ed
1)
（7）
当分母为零，分子也趋于零时，ja仍可以为有限值 。这表明，当外界电离源去除，即使初始电流j0＝0， 放电仍然继续进行，这就形成了自持放电。因此放电
着火(或称击穿)的条件为
(ed 1) 1
（8）
相应的极间电压为自持放电的击穿电压或着火电压。
第40页/共72页
气体放电物理基础
定量分析与场强
和气压P关系时的近似假设：
(1)电场较强，电子在气体中以定向运动为主，忽略乱向热
运动；
(2)电子和气体原子每次磁撞后，沿电场方向的初速度为零
；
(3)电子在一个自由程中从电场获得能量E＝ee，只要ee eUi，则电离几率为1；如果ee＜eUi，电离几率为零。
在无外场作用时，带电离子在气体中的无规 则热运动，在宏观上对外并不表现出电流。但在 电离气体中，某一指定方向的单位面积上，在单 位时间内有一定量的带电粒子通过。
电离气体中的杂乱电子、离子流密度为jeFra bibliotek1 4
enee
ji
1 4
enii
第27页/共72页
气体放电物理基础
带电粒子在气体中的迁移运动
离子迁移速 度
ui Ki
电子迁移速 ue Ke
度
通过气体的电流 j je ji eneue eniui
第28页/共72页
气体放电物理基础
离子迁移率（Longevin公式）Ki
a
e M i
温度为0C，气体压强为133Pa
西安交通大学电子物理与器件教育部重点实验室
第29页/共72页
气体放电物理基础
电子迁移率
i
Ui
（10）
可产生电离碰撞。因此自由程大于Ui/的几率，就 是电离几率。根据自由程分布规律，立即可得
气体放电物理基础 • 光致激发和光致电离
h A A*()
光致激发和光致电离 的光子波长
(nm) 1.24103
W (ev)
第13页/共72页
气体放电物理基础
• 热激发和热电离
(1)气体原子相互碰撞产生电离 (2)高温气体产生热辐射而引起的光致电离 (3)以上两种电离过程所产生的高能电子引起的碰撞电离
e
Hg* (63
p0
)
Hg
e
e
能级为4.66ev
能级为5.43ev
e
Hg* (63
p2
)
Hg
e
e
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气体放电物理基础
碰撞截面
原子作用半径R： 电子与原子间能发生相互作用的最大距离
。
原子与电子碰撞的有效截面 qe R2
电子能量的函数
有效截面不仅包含原子半径的概念，还包含了带电粒 子和原子在相互作用中，具有几率和不确定因素的含意。
如 He+e(快速） He*+e（慢速）
第二类非弹性碰撞：导致粒子体系位能减小 。
如 He* +e(慢速） He+e（快速）
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气体放电物理基础
第一类非弹性碰撞:
内能的最大值
Wmax
m2 2(m1
m2 )
E12
E1
1 2
m112
如 m1m2，Wmax0.5E1； m1m2，WmaxE1。
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气体放电物理基础
电子和气体原子的碰撞几率
总有效截面
Qe nqe
电子的平均自由程
e
1 Qe
1 nqe
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气体放电物理基础
氦原子的激发截面与电子能量的关系
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气体放电物理基础 • 原子和离子与气体原子碰撞致激发和电离
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1 2
M nsn 2
3 2
kT ,
Te Ti Tn T
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气体放电物理基础
带电粒子的平均自由程及其分布律
分子平均自由程
1 4 2r 2n
离子平均自由程 i
电子平均自由程
e 4
2
1 r 2n
电子自由程分布律
nx
ne
exp(
x
e
)
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气体放电物理基础
杂乱电流密度
A B A* B* E
4．负离子的形成
中三性体原碰子撞捕e获电A子 B形成负A离子B
e
A
A
h
分解吸附
e
XY
(
XY)*
X
Y
分子气体与电子碰撞产生离子对 重粒子间的电荷转移产生离子对
e XY X A B A
Y B
e
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气体放电物理基础
带电粒子在气体中的运动
• 带电粒子的热运动 • 带电粒子的扩散运动 • 带电粒子的漂移运动
根据假设(1)和的定义， 系数应等于电子在1cm路 程中与气体原子的平均碰撞次数和电离几率的乘积，即
1 电离几率 e
（9）
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气体放电物理基础
确 根据假设(2)和(3)，当电子在一个自由程中获得的
能量ee等于或大于原子电离能eUi时，就一定产生电 离碰撞。即当电子在两次碰撞间的自由程满足
气体放电物理基础
气体原子的激发转移和消电离
气体粒子的激发转移和消电离是气体粒子的激发 和电离的逆过程，这些基本过程属于重粒子间的第二类 非弹性碰撞。
1．气体原子的激发转移
• 自发辐射跃迁 • 与电子的非弹性碰撞 • 与基态原子的非弹性碰撞
潘宁效应
辐射的淬 灭 敏化荧光
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气体放电物理基础
平均能量损失率
2m1m2 (m1 m2 )2
举例：me=9.110-31kg, mHe=6.6810-27kg.
e-He原子碰撞：＝2.7210-4, He+-He原子碰撞：＝0.5
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气体放电物理基础
• 非弹性碰撞
使参与碰撞的粒子间发生了位能的变化。 第一类非弹性碰撞：导致粒子体系位能增加 。