Scientific journal
Modern high technologies
ISSN 1812-7320
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,940

Personal portfolio

Данная работа посвящена изучению возбуждения Ar I при взаимодействии атомов аргона низких энергий в условиях однократных столкновений. В ней представлены результаты экспериментального исследования зависимости сечений возбуждения спектральных линий Ar I для переходов между Ar(3p54s)- и Ar(3p5np)-состояниями (3£n£6) от главного квантового числа при энергии соударения 450 эВ (с.ц.м.).

Измерения сечений возбуждения при взаимодействии пучка быстрых атомов с газовой мишенью выполнены методами оптической спектроскопии с помощью автоматизированной установки на базе IBM-совместимого персонального компьютера и программно-управляемой системы КАМАК. Формирование пучка быстрых атомов осуществлялось путем симметричной резонансной перезарядки ионов на собственном газе в каналах вытягивающего электрода газоразрядного источника ионов. Давление газа-мишени в камере столкновений было равно 4.5·10 Па, давление остаточного газа не превышало 3·10-4 Па. Излучение возбужденных частиц регистрировалось под углом 90  к атомному пучку, поэтому возбужденные частицы пучка и мишени не различались. Поляризация излучения не учитывалась.

Впервые получены сечения возбуждения спектральных линий Ar I для 4s´[1/2]0 1 - np´[1/2]0 , 4s[3/2]0 1 - np[1/2]0 , 4s[3/2]0 2 - np[5/2]3 , 4s´[1/2] 0 0- np´[3/2]1 , 4s[3/2]0 2 - np[5/2]2 , 4s´[1/2]0 0 - np´[1/2]1 , 4s[3/2]0 2 - np[3/2]1  и 4s[3/2]0 2 - np[3/2]2 -переходов (4≤n≤6) при указанной энергии столкновения. Эти данные позволили установить вид зависимости сечений возбуждения от главного квантового числа. Зависимость сечений возбуждения в сериях может быть представлена следующим образом:

σ(n) ~ n-α ,

где α характеризует сериальную зависимость и изменяется в интервале от 12 до 17. Величины α для перечисленных переходов в интервале главных квантовых чисел от 4 до 6 приведены в таблице 1 (большой доверительный интервал свидетельствует лишь о том, что кривая ln σ(n) отличается от прямой).

Таблица 1. Величины a для перечисленных переходов в интервале главных квантовых чисел от 4 до 6

Переходы

α

4s´[1/2] 0 1- np´[1/2] 0

12±1

4s´[1/2]0 0 - np´[1/2]1 , 4s[3/2]0 2 - np[3/2]1 , 4s[3/2]02 - np[3/2]2  

14±3

4s´[1/2]0 0 - np´[3/2] 1, 4s[3/2]0 2 - np[5/2] 2

16±3

4s [3/2]0 1 - np [1/2] 0, 4s[3/2]02 - np[5/2] 3

17±3

Эти результаты согласуются с ранее полученными данными для 2p53p-2p5nd- и 2p53s-2p5np-серий Ne I (3≤n≤10), а также с данными для системы He-He [1-4]. Отметим также, что если для гелия при малых n максимальное значение параметра α составляет 6, для неона - 12, то для аргона оно достигает 16-17.

На рис. 1 показано поведение сечений возбуждения в сериях для 21S - n1P-переходов He I (a), 3s[3/2]0 1 - np[3/2]1 -переходов Ne I (b) и 4s´[1/2]0 0 - np´[3/2]1 - и 4s[3/2] 0 2- np[5/2]2 -переходов Ar I (c) при энергии столкновений 450 эВ. Из рисунка видно, как увеличивается наклон кривой lnσ (n) при переходе от He к Ar, и, следовательно, возрастает значение α..

Рисунок 1. Сечения возбуждения в сериях для 21S - n1P-переходов He I (a),

3s[3/2] 0 1- np[3/2]1 -переходов Ne I (b) и 4s´[1/2]0 0 - np´[3/2]1 - и

4s[3/2] 0 2- np[5/2]2 -переходов Ar I (c) при энергии столкновений 450 эВ

Очевидно, что при малых n результаты по Ar (также как и по Ne, и по He) противоречат известным теоретическим данным. Последнее указывает на необходимость развития теории взаимодействия многоэлектронных атомов, т. к. существующие представления не описывают наблюдаемых закономерностей.

Учитывая ранее полученные нами данные, можно также утверждать, что с увеличением атомной массы и числа электронов сталкивающихся атомов величина α при малых n возрастает.

Работа выполнена при поддержке Американского фонда гражданских исследований и развития (CRDF) (проект PZ-013-02) и Министерства образования РФ (грант E00-3.2-240).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Kurskov S.Yu., Petrov Yu.B., Safronov Yu.A. Investigation of optical emission in binary low-energy Ne-Ne collisions // Electronic and Atomic Collislons: Abstracts of Contributed papers of the 21 International Conference on Physics of Electronic and Atomic Collision. Sendai, 1999. V.2. P.785.
  2. Курсков С.Ю., Хахаев А.Д. Сериальные закономерности в спектрах возбуждения NeI при парных столкновениях атомов неона // Молекулярная физика неравновесных систем: IIВсерос. науч. конф.: Сб. тр. Иваново: Изд-во ИвГУ, 2000. С.55-59.
  3. Курсков С.Ю., Хахаев А.Д. Спектроскопическое исследование процессов возбуждения в пучке атомов гелия // Известия АН СССР. Серия физическая. 1989. Т.53. В.9. С.1689-1698.
  4. Kurskov S.Yu., Khakhaev A.D. Excitation of atomic levels in pairing interactions of He atoms // 22nd EGAS. 1990. V.2. P.716-718.