Большая Советская Энциклопедия (ПО) - Большая Советская Энциклопедия "БСЭ" (читать книгу онлайн бесплатно без TXT) 📗

  Внешнее электрическое поле Е, ускоряющее ионы с поверхности, снижает величину l_i . При E < 10⁷в/см это снижение Dl = е

= 3,8×10^-4

эв (E должно быть выражено в в/см ). Соответственно растет a. Если l_i < l и n_I > n , Е при стационарной П. и. уменьшает N и T . Так, T для атомов Cs на W с 1000 К при Е = 10⁴в/см снижается до 300 °K при Е = 10⁷ в/см. Это даёт основание рассматривать явления десорбции и испарения ионов электрическим полем при низких Т как П. и. Современная экспериментальная техника позволяет наблюдать П. и. частиц с V £ 10 в и S ³ 0.6 в . С помощью электрического поля эти пределы могут быть существенно расширены.

  Приведённые выше закономерности П. и. справедливы (подтверждены опытом) для однородных поверхностей. Однако на практике чаще приходится иметь дело с неоднородными поверхностями. на которых l , l_i , j и N неодинаковы на различных участках. В таких случаях указанные зависимости a от Т и Е сохраняются для некоторых усреднённых значений l , l_i и j.

  П. и. широко используется в ионных источниках различного назначения, в чувствительных детекторах частиц, для компенсации объёмного заряда электронов в термоэлектронных преобразователях , перспективна для создания плазменных двигателей , а также лежит в основе многих методов изучения физико-химических характеристик поверхностей твёрдых тел и взаимодействующих с ними частиц.

  Лит.: Зандберг Э. Я., Ионов Н. И., Поверхностная ионизация, М,, 1969.

  Н. И. Ионов.

Рис. 2. Характерные зависимости степени поверхностной ионизации a в стационарных процессах от температуры T: 1 — для случая, когда теплота десорбции иона l_i , меньше теплоты десорбции нейтральной частицы l ; 2 — в случае, когда l_i >l . T — температурный порог поверхностной ионизации.

Рис. 1. Потенциальные кривые взаимодействия систем поверхность твёрдого тела — нейтральная частица (А) и поверхность — положительный ион (А⁺ ); х — удаление от поверхности; U(x) — энергия связи частицы с поверхностью. Расстояние х_р соответствует равновесному состоянию частицы у поверхности, а глубины «потенциальных ям» l_i и l равны теплотам десорбции иона и нейтральной частицы соответственно. Разность l_i —l в данном случае равна разности энергии ионизации eV нейтральной частицы (V — её ионизационный потенциал, е — заряд электрона) и работы выхода поверхности ej.

Поверхностная морена

Пове'рхностная море'на , обломочный материал, залегающий на поверхности ледника. Образуется за счёт падения на ледник обломков горных пород со склонов долины, а также путём вытаивания его из толщи самого льда.

Поверхностная сила

Пове'рхностная си'ла в механике, сила, приложенная к точкам поверхности тела. Пример П. с. — атмосферное давление на поверхность тела.

Поверхностная энергия

Пове'рхностная эне'ргия в термодинамике, избыток энергии в тонком слое вещества у поверхности соприкосновения тел (фаз) по сравнению с энергией вещества внутри тела. Полная П. э. складывается из работы образования поверхности, т. е. работы, необходимой для преодоления сил межмолекулярного (или межатомного) взаимодействия при перемещении молекул (атомов) из объёма фазы в поверхностный слой , и теплового эффекта, связанного с этим процессом. В соответствии с термодинамическими зависимостями удельная полная П. э.

u = s + q = s —

,

где s — удельная свободная П. э., тождественно равная для подвижных жидкостей поверхностному натяжению , q — скрытая теплота (связанная энергия) единицы площади поверхности, Т — абсолютная температура и

 — удельная поверхностная энтропия , имеющая обычно отрицательную величину. Свободная П. э. с ростом температуры уменьшается, тогда как полная П. э. неполярных (неассоциированных) жидкостей остаётся постоянной, а полярных — несколько возрастает. Так, для воды при 0, 20 и 100 °С значения u соответственно равны 117, 120 и 129 мдж/м² или эрг/см² . С приближением к критической температуре различие в составе и свойствах контактирующих фаз сглаживается, поверхность раздела фаз исчезает и П. э. обращается в нуль. П. э. влияет на многие физико-химические свойства твёрдых тел и жидкостей. Особенно возрастает её роль в высокодисперсных коллоидных системах , где поверхность раздела фаз предельно велика.

  Лит. см. при ст. Поверхностное натяжение и Поверхностные явления .

  Л. А. Шиц.

Поверхностная эрозия

Пове'рхностная эро'зия , смыв поверхностного слоя почвы в результате действия ливневых дождей и талых вод. См. Эрозия , Поверхностный сток .

Поверхностно-активные вещества

Пове'рхностно-акти'вные вещества' , вещества, способные накапливаться (сгущаться) на поверхности соприкосновения двух тел, называемой поверхностью раздела фаз, или межфазной поверхностью. На межфазной поверхности П.-а. в. образуют слой повышенной концентрации — адсорбционный слой (см. также Мономолекулярный слой ).

  Любое вещество в виде компонента жидкого раствора или газа (пара) при соответствующих условиях может проявить поверхностную активность, т. е. адсорбироваться под действием межмолекулярных сил на той или иной поверхности (см. Адсорбция ), понижая её свободную энергию . Однако поверхностно-активными обычно называются лишь те вещества, адсорбция которых из растворов уже при весьма малых концентрациях (десятые и сотые доли %) приводит к резкому снижению поверхностного натяжения .

  Типичные П.-а. в. — органические соединения дифильного строения, т. е. содержащие в молекуле атомные группы, сильно различающиеся по интенсивности взаимодействия с окружающей средой (в наиболее практически важном случае — водой). Так, в молекулах П.-а. в. имеются один или несколько углеводородных радикалов, составляющих олео-, или липофильную, часть (она же — гидрофобная часть молекулы), и одна или несколько полярных групп — гидрофильная часть (см. также Гидрофильность и гидрофобность ). Слабо взаимодействующие с водой олеофильные (гидрофобные) группы определяют стремление молекулы к переходу из водной (полярной) среды в углеводородную (неполярную). Гидрофильные группы, наоборот, удерживают молекулу в полярной среде или, если молекула П.-а. в. находится в углеводородной жидкости, определяют её стремление к переходу в полярную среду. Т. о., поверхностная активность П.-а. в., растворённых в неполярных жидкостях, обусловлена гидрофильными группами, а растворённых в воде — гидрофобными радикалами.