Большая Советская Энциклопедия (СТ) - Большая Советская Энциклопедия "БСЭ" (книги бесплатно TXT) 📗
Упругие С. а. определяют переноса явления в газах или слабоионизованной плазме. Свободному движению частиц препятствуют испытываемые ими С. а. — акты рассеяния на других частицах. Наиболее существенно на перемещение частицы влияют те акты рассеяния, в которых направление её движения заметно меняется. Поэтому коэффициенты диффузии (перенос частиц), вязкости (перенос импульса), теплопроводности (перенос энергии) и другие коэффициенты переноса газа выражаются через эффективное поперечное сечение (ЭФП) рассеяния атомов или молекул этого газа на большие углы. Аналогично подвижность ионов (см. Подвижность ионов и электронов ) связана с ЭФП рассеяния иона на атоме или молекуле газа на большие углы, а подвижность электронов в газе или электропроводность слабоионизованной плазмы — через ЭФП рассеяния электрона на атоме или молекуле газа.
Сечение упругого рассеяния атомов или молекул на большой угол при тепловых энергиях частиц называется газокинетическим сечением; оно имеет величину порядка 10-15см2 и определяет длину свободного пробега частицы в среде.
Упругое рассеяние на малые углы может влиять на характер переноса электромагнитного излучения в газе. Энергия проходящей через газ электромагнитной волны поглощается и затем переизлучается атомами или молекулами газа. При этом даже слабое взаимодействие излучающей частицы с другими (окружающими её) частицами «искажает» испускаемую волну, т. е. сдвигает её фазу или частоту. При некоторых условиях основные характеристики распространяющейся в газе электромагнитной волны определяются упругим рассеянием взаимодействующих с ней атомов или молекул на окружающих частицах, причём существенным оказывается рассеяние на малые углы.
Процессы неупругих С. а. весьма разнообразны. Перечень неупругих процессов, которые могут происходить в газе или слабоионизованной плазме, приведён в таблице. В различных лабораторных условиях и явлениях природы главную роль играют те или иные отдельные неупругие процессы соударения частиц. Например, излучение с поверхности Солнца обусловлено большей частью столкновениями между электронами и атомами водорода, при которых образуются отрицательные ионы водорода (табл., пункт 26). Основной процесс, обеспечивающий работу гелий-неонового лазера (см. Газовый лазер ), — передача возбуждения атомами гелия, находящимися в метастабильных состояниях , атомам неона; основной процесс в электроразрядных молекулярных газовых лазерах — возбуждение колебательных уровней молекул электронным ударом (табл., пункт 3; в результате этого процесса электрическая энергия газового разряда частично преобразуется в энергию лазерного излучения). В газоразрядных источниках света основными процессами являются: в т. н. резонансных лампах — возбуждение атомов электронными ударами (табл., пункт 2), а в лампах высокого давления — фоторекомбинация электронов и ионов (табл., пункт 24). Спиновый обмен (табл., пункт 7) ограничивает параметры квантовых стандартов частоты , работающих на переходах между состояниями сверхтонкой структуры атома водорода или атомов щелочных металлов (табл., пункт 9). Различные неупругие процессы С. а. с участием радикалов свободных , ионов, электронов и возбуждённых атомов определяют свойства атмосферы Земли, причём на различных высотах преобладают различные процессы.
Неупругие процессы столкновений с участием атомных частиц и фотонов
| Пункты | Тип атомного столкновения | Схема процесса |
| 1. | Ионизация при столкновении атомов и молекул | A + B® A + B+ + e |
| 2. | Переход между электронными состояниями |  |
| 3. | Переход между колебательными или вращательными состояниями молекул | AB (v) + C ® AB (v’) + C e + AB (v) ® e + AB (v’) AB (J) + C ® AB (J’) + C e + AB (J) ® e + AB (J’) (v — колебательное квантовое число, J — вращательное квантовое число молекулы) |
| 4. | Химические реакции |  |
| 5. | Тушение электронного возбуждения | B* + AC (v) ® B + AC (v’) |
| 6. | Передача возбуждения | A + B* ® A* + B |
| 7. | Спиновый обмен (при сохранении проекции полного спина атомов изменяется проекция спина у каждого из них) | |
| 8. | Деполяризация атома (изменяется направление орбитального момента одного из сталкивающихся атомов) | |
| 9. | Переходы между состояниями тонкой и сверхтонкой структуры одного из сталкивающихся атомов или молекул | |
| 10. | Ионизация атома или молекулы электронным ударом | e + A ® 2e + A+ |
| 11. | Диссоциация молекулы электронным ударом | e + BA ® e + A + B |
| 12. | Рекомбинация при тройных соударениях | e + B+ + B (e) ® A + B (e) A— + B+ + C ® A + B + C |
| 13. | Диссоциативная рекомбинация | e + AB+ ® A + B |
| 14. | Диссоциативное прилипание электрона к молекуле | e + AB ® A— + B |
| 15. | Прилипание электрона к молекуле при тройных соударениях | e + A + B ® A— + B |
| 16. | Ассоциативная ионизация | A + B ® AB+ + e |
| 17. | Эффект Пеннинга (атом А* находится в метастабильном состоянии, причем энергия его возбуждения превышает ионизационный потенциал атома В) | A* + B ® A + B* + e |
| 18. | Взаимная нейтрализация ионов | A— + B+ ® A + B |
| 19. | Перезарядка ионов | A + B+ ® A+ + B |
| 20. | Ион-молекулярные реакции | A+ + BC ® AB+ + C A+ + BC ® AB + C+ |
| 21. | Разрушение отрицательного иона | A— + B ® A + B + e A— + B ® AB + e |
| 22. | Превращение атомных ионов в молекулярные | A+ + B + C ® AB+ + C |
| 23. | Фотовозбуждение атома или молекулы (с последующим спонтанным излучением возбужденного атома) | ћw + B ® B* |
| 24. | Фоторекомбинация и фотоионизация |  |
| 25. | Фотодиссоциация и фоторекомбинация атомов и радикалов |  |
| 26. | Радиационное прилипание электрона к атому | e + A ® A- + ћw |
Примечание: А, В и С обозначают атом или молекулу; В* — электронно-возбуждённый атом или молекулу; е — электрон; А* — положительно заряженный ион; А — отрицательно заряженный ион; ћw — фотон. Стрелки характеризуют направление процесса.
Лит.: Мак-Даниель И., Процессы столкновений в ионизованных газах, пер. с англ., М., 1967; Смирнов Б. М., Атомные столкновения и элементарные процессы в плазме, М., 1968; его же, Ионы и возбужденные атомы в плазме, М., 1974; Хастед Дж., Физика атомных столкновений, пер. с англ., М., 1965.
Б. М. Смирнов.
Столовая бухта
Столо'вая бу'хта, Тейбл-Бей (Table Bay), бухта Атлантического океана, у юго-западных берегов Африки. Длина 15 км, ширина у входа 7,4 км. Глубина 11—40 м. Скорость течений до 6 км/ч. Приливы полусуточные, величина их 1,7 м. Впадает р. Солт. На западном берегу — порт Кейптаун.
