Фотојонизација

Из Википедије, слободне енциклопедије
Иди на навигацију Иди на претрагу
Фотојонизација уз помоћ квазарских снопова омогућује детекцију претходно невидљивих влакана у далеком свемиру.[1]

Фотојонизација је физички процес у којем се јон формира приликом интеракције фотона са атомом или молекулом.[2]

Ефикасни пресек[уреди]

Фотојонизација се не одиграва при свим сударима атома или молекула са фотоном. Вероватноћа фотојонизације је везана са фотојонизационим ефикасним пресеком, који зависи од енергије фотона и енергије честице са којом фотон интерагује. За фотон чија је енергија испод енергије јонизације мете, вероватноћа фотојонизације је приближно једнака нули.

Развојем пулсних ласера могуће је створити веома интензиван и кохерентан сноп светла, па може доћи до вишефотонске јонизације. На већим интензитетима (1015–1016 W/cm2 инфрацрвеног или видљивог светла), могу се приметити и непертурбациони феномени као што су јонизација са сузбијањем баријере[3] (енгл. barrier suppression ionization) и јонизација са поновним расејањем[4] (енгл. rescattering ionization).

Вишефотонска јонизација[уреди]

Више фотона чија је енергија испод минималне енергије потребне за јонизацију честице могу комбиновати своје енергије; њихова укупна енергија ће у том случају бити довољно велика и доћи ће до јонизације честице. Вероватноћа за овакав феномен је мања што је број потребних фотона већи. Развојем пулсних ласера ово постаје могуће. Испод отприлике 1014 W/cm2, вероватноћа апсорпције N фотона емитованих са ласера интензитета I сразмерна је IN. За веће интензитете ова вероватноћа не важи због јављања Штарковог ефекта[5].

Резонантно појачана вишефотонска јонизација (енгл. Resonance-enhanced multiphoton ionization - REMPI) је техника примењена на спектроскопију атома и малих молекула у којој се подесиви ласер користи за приступ побуђеном међустању.

Јонизација изнад прага[6] (енгл. Above threshold ionization - ATI) је надградња вишефотонске јонизације где се апсорбује много више фотона него што је потребно за јонизацију атома. Вишак енергије даје емитованом електрону већу кинетичку енергију него у случају када се јонизација врши са енергијом која одговара енергији јонизације или је мало већа од ње. Систем тада има више пикова у фотоелектронском спектру који су раздвојени енергијама фотона; ово указује да електрон има већу кинетичку енергију него у обичном случају, када је њихов број минималан.

Тунелујућа јонизација[уреди]

Када се интензитет ласера даље повећава или када је таласна дужина већа него у режиму вишефотонске јонизације, може се применити квазистационарни приступ. Долази до дисторзије атомског потенцијала тако да постоји ниска и уска баријера између везаног стања и континуума. Тада електрон може да тунелује кроз баријеру, а ако је дисторзија већа, може је и прећи. Ови феномени се зову тунелујућа јонизација (енгл. tunnel ionization) и јонизација са преласком баријере (енгл. over-the-barrier ionization).

Референце[уреди]

  1. ^ „Hubble finds ghosts of quasars past”. ESA/Hubble Press Release. Приступљено 2 април 2016.  Проверите вредност парамет(а)ра за датум: |access-date= (помоћ)
  2. ^ Međunarodna unija za čistu i primenjenu hemiju. "photoionization". Kompendijum Hemijske Terminologije Internet edition.
  3. ^ Delone, N. B.; Krainov, V. P. (1998). „Tunneling and barrier-suppression ionization of atoms and ions in a laser radiation field”. Physics-Uspekhi. 41 (5): 469—485. Bibcode:1998PhyU...41..469D. doi:10.1070/PU1998v041n05ABEH000393. 
  4. ^ Dichiara, A.; et al. (2005). „Cross-shell multielectron ionization of xenon by an ultrastrong laser field”. Proceedings of the Quantum Electronics and Laser Science Conference. 3. Optical Society of America. стр. 1974—1976. doi:10.1109/QELS.2005.1549346. ISBN 1-55752-796-2. 
  5. ^ Protopapas, M; Keitel, C H; Knight, P L (1. 04. 1997). „Atomic physics with super-high intensity lasers”. Reports on Progress in Physics. 60 (4): 389—486. doi:10.1088/0034-4885/60/4/001. Приступљено 2 април 2016.  Проверите вредност парамет(а)ра за датум: |access-date= (помоћ)
  6. ^ Agostini, P.; et al. (1979). „Free-Free Transitions Following Six-Photon Ionization of Xenon Atoms”. Physical Review Letters. 42 (17): 1127—1130. Bibcode:1979PhRvL..42.1127A. doi:10.1103/PhysRevLett.42.1127.