chuong 1

Chổồng 1: Quaù trỗnh phoùng õióỷn
trong chỏỳt khờ
I/ Khaùi nióỷm chung
II/ Caùc daỷng ion hoaù
Lyù thuyóỳt phoùng õióỷn trong chỏỳt khờ dổỷa trón cồ sồớ
cuớa hióỷn tổồỹng ion hoaù
-Hióỷn tổồỹng ion hoaù laỡ quaù trỗnh phỏn ly caùc phỏn tổớ
trung tờnh thaỡnh e- vaỡ ion+
-Muọỳn thổỷc hióỷn õổồỹc quaù trỗnh ion hoaù thỗ phaới
cung cỏỳp cho phỏn tổớ 1 nng lổồỹng W
Wi
Saớn phỏứm cuớa quaù trỗnh ion hoaù coù khuynh hổồùng:
khờ
+ khuyóỳch taùn trong khọng
+ kóỳt hồỹp


Chổồng 1: Quaù trỗnh phoùng õióỷn
trong chỏỳt khờ
- Nóỳu W < Wi thỗ luùc õoù phỏn tổớ seợ ồớ1traỷng thaùi õỷc
bióỷt goỹi laỡ traỷng thaùi bở kờch thờch. Thổỷc nghióỷm
cho thỏỳy traỷng thaùi naỡy khọng tọửn taỷi lỏu daỡi maỡ
chố sau mọỹt thồỡi gian rỏỳt ngừn thỗ noù quay vóử
traỷng thaùi ban ỏửu vaỡ nng lổồỹng maỡ chuùng nhỏỷn
õổồỹc trổồùc kia cuợng traớ laỷi dổồùi daỷng quang nng
Trong lyù thuyóỳt phoùng õióỷn trong chỏỳt khờ thỗ
chuùng ta coù thóứ gp caùc daỷng ion hoaù sau:
1) Ion hoaù va chaỷm
2)Ion hoaù quang
3)Ion hoùa nhióỷt
4)Ion hoaù bóử mỷt

Chổồng 1: Quaù trỗnh phoùng õióỷn
trong chỏỳt khờ
1)Ion hoaù va chaỷm :Ion hoaù va chaỷm xaớy ra khi co
1 õióỷn tổớ vồùi phỏửn tổớ khờ trung tờnh
ióửu kióỷn nng lổồỹng:
1
mV 2 Wi
2
Eqx Wi
Hoc
E=U/d

e

+

Eqx
ion

x

U

x


Chổồng 1: Quaù trỗnh phoùng õióỷn
trong chỏỳt khờ

III/Caùc dióựn bióỳn cuớa quaù trỗnh phoùng õióỷn trong chỏỳt khờ
1)ởnh nghộa phoùng õióỷn:
Phoùng õióỷn laỡ sổỷ hỗnh thaỡnh doỡng õióỷn lión tuỷc giổợa caùc õióỷn cổỷc
Mọi trổồỡng khờ dỏựn õióỷn goỹi laỡ mọi trổồỡng plasma
2)Caùc giaớ thióỳt
- Ban õỏửu ồớ trong khoaớng khọng gian giổợa 2 õióỷn cổỷc tọửn taỷi ờt nhỏỳt mọỹt
õióỷn tổớ tổỷ do
- Xeùt quaù trỗnh phoùng õióỷn trong chỏỳt khờ ồớ õióửu kióỷn nhióỷt õọỹ bỗnh thổồỡng
(20o C) tổùc laỡ khọng xeùt õóỳn ion hoaù nhióỷt
- Khọng xeùt õóỳn hióỷn tổồỹng ion hoaù tổỡng cỏỳp


Chổồng 1: Quaù trỗnh phoùng õióỷn trong chỏỳt khờ

3) Hióỷn tổồỹng ion hoaù va chaỷm
Xeùt 1 õióỷn tổớ coù baùn kờnh ro di chuyóứn trong mọi
trổồỡng khờ gọửm nhióửu phỏửn tổớ khờ baùn kờnh r,
mỏỷt õọỹ phỏn tổớ khờ laỡ N
óứ coù va chaỷm xaớy ra
a
: r +r0
a laỡ khoaớng caùch giổợa 2 tỏm
a
r0

r

Cho e- di chuyóứn 1 cm trong mọi trổồỡng khờ õoù thỗ
seợ coù
.(r +r 0 )2.1.N sọỳ phỏửn tổớ khờ va

chaỷm vồùi e-.
ỏy cuợng chờnh laỡ sọỳ lỏửn va chaỷm S= .(r +r
)2 .N


Chổồng 1: Quaù trỗnh phoùng õióỷn
trong
chỏỳt
khờ
4) oaỷn
õổồỡng
tổỷ do trung
)
bỗnh (
oaỷn õổồỡng tổỷ do trung
) laỡ khoaớng
bỗnh (
caùch giổợa 2 lỏửn va chaỷm kóỳ tióỳp
tb

1
1
=
=
S
( r + r
e
tb

e
tb

Thóỳ N =P/KT

=

( r

2
)
.N
0

1

)

2

.N

(Vỗ r0 << r)

1
1
=
=
r 2

AP
.P
KT

Vồùi (A=

. r 2
KT

)

Trong õióửu kióỷn nhióỷt õọỹ mọi trổồỡng khọng
õọứi thỗ

tố lóỷ nghởch vồùi p


Chổồng 1: Quaù trỗnh phoùng õióỷn
trong
chỏỳt khờ
Quy luỏỷt phỏn bọỳ cuớa õoaỷn õổồỡng tổỷ do:
-

e-

+

ex

Giaớ sổớ taỷi toaỷ õọỹ x coỡn n electron chổa va chaỷm v

ne



>x

Taỷi x + dx thỗ coỡn (n-dn)e- chổa va chaỷm vồùi phỏn t

( n dn ) e



> x+dx


Chổồng 1: Quaù trỗnh phoùng õióỷn
trong
chỏỳt
khờ
dn
: sọỳ õióỷn
tổớ õaợ
va chaỷm vồùi phỏn tổớ khờ trón dx =
trón dx

Phổồng trỗnh vi phỏn:
dn
n

dn= - nSdx

= -Sdx

n = noe-Sx

n
= e x / tb
no
Xaùc
suỏỳt: P

{

x} = e x / tb

Yẽ nghộa: noùi lón khaớ nng õóứ 1 e- chổa va chaỷm vồùi
phỏn tổớ khờ taỷi x


chaỷm
5) Hóỷ sọỳ ion hoaù va
Bióứu thở sọỳ lỏửn va chaỷm maỡ gỏy ion hoaù khi e õi 1 õoaỷn õổồỡng 1 cm

= S.P { xi }

= Ap.e
= Ap.e

xi / tb
Wi
. Ap
Eq

Vồùi

r2
A=
KT
B=

= Ap.e Bp / E

AWi
q


α = f ( p, E )

α

α max

E= const

p

α = f ( p)

po

α
p= const

α = f (E)

Ap

E


6) Quy luỏỷt tng sọỳ õióỷn tờch
Giaớ thit ban õỏửu ồớ phờa ỏm cổỷc coù 1 õióỷn tổớ
dổồùi taùc duỷng cuớa õióỷn trổồỡng e- di chuyn vóử
phờa cổỷc dổồng
seợ va chaỷm vồùi
Trong quaù trỗnh di chuyóứn õoù
phỏn tổớ khờ vaỡ gỏy ion hoaù vồùi hóỷ sọỳ ion hoaù
va cham

Caùc õióỷn tổớ mồùi sinh ra cuợng seợ di chuyóứn
dổồùi taùc duỷng cuớa õióỷn trổồỡng vaỡ cuợng gỏy
ion hoaù . Quaù trỗnh cổù thóỳ tióỳp tuỷc laỡm cho
sọỳ õióỷn tờch giổợa 2 baớn cổỷc ngaỡy caỡng tng
Giaớ sổớ taỷi x thỗ sọỳ õióỷn tổớ tng lón laỡ ne taỷi x+dx thỗ sọỳ õióỷn tổớ tng lón laỡ
(n+dn)edn: sọỳ e- tng lón trón dx = sọỳ lỏửn va chaỷm

6) Quy luáût tàng säú âiãûn têch

-

ne

+

-

(n+dn)e-

x

x+dx

αdn= n dx

Phæång trçnh vi phán:
dn
n

α

= αdx
x

∫ αd x

n = e0

α
Våïi p= const, E= const thç

n = e

= const

αx

Váûy quy luáût tàng säú âiãûn têch laì tàng theo quy


7) Sỉû hçnh thnh phọng âiãûn :
Song song våïi sỉû phạt sinh ca âiãûn tỉí km theo sỉû
phạt sinh ca ion dỉång våïi cng säú lỉåüng v cạc âiãûn
têch ny s táûp håüp thnh thạc âiãûn tỉí

+

x

Cạc e- do nhẻ di chuøn våïi täúc âäü nhanh âäưng thåìi dãù
khuúch tạn phán bäú trong khong khäng gian tỉång âäúi
1


ve chuøn
 v = di


räüng . Cn cạc ion+ nàûng
cháûm
100


cho nãn táûp trung åí phêa sau
ion +

−

Dỉåïi tạc dủng ca âiãûn trỉåìng thç thạc e- cng ngy
cng âỉåüc kẹo di ra cho âãún lục nọ näúi liãưn khong
cạch giỉỵa cạc âiãûn cỉûc. Lục âọ thạc s tỉû triãût tiãu
båíi vç cạc âiãûn têch khạc dáúu â âỉåüc trung ho trãn
cạc âiãûn cỉûc âäúi diãûn
Quạ trçnh ny chỉa thãø gi l phọng âiãûn dỉåüc båíi vç


7) Sổỷ hỗnh thaỡnh phoùng õióỷn :
Muọỳn coù phoùng õióỷn :
-Phaới coù nhióửu thaùc õióỷn tổớ
-Thaùc õióỷn tổớ thóỳ hóỷ sau phaới saớn sinh ra
trổồùc khi thaùc thóỳ hóỷ trổồùc noù trióỷt tióu
-Mọựi mọỹt thaùc õióỷn tổớ thỗ õóửu õoỡi hoới 1 etaùc duỷng ban õỏửu thổù cỏỳp . Nhổng caùc e- taùc
duỷng ban õỏửu cuớa caùc thóỳ hóỷ sau phaới õổồỹc
saớn sinh ra ngay trong nọỹi bọỹ khe hồớ khờ dổỷa
vaỡo hióỷn tổồỹng ion hoaù quang ồớ aùp suỏỳt cao
hoỷc ion hoaù bóử mỷt ồớ aùp suỏỳt thỏỳp

IV) ỷc tờnh V-A cuớa chỏỳt khờ :
Xeùt 1 khe hồớ khờ
i
E

c

b

a

U

ỷt lón noù 1 õióỷn aùp 1
chióửu vaỡ tng dỏửn tổỡ
thỏỳp õóỳn cao

O

Udthq

Uo

u

Udthq- õióỷn aùp duy trỗ họử qu


-Giai õoaỷn 0a : khi u tng thỗ I tng, phuỡ hồỹp õởnh
luỏỷt Ohm

Trong khe hồớ khọng khờ luọn tọửn taỷi caùc õióỷn
tờch tổỷ do do quaù trỗnh ion hoaù bón ngoaỡi, dổồùi
taùc duỷng cuớa õióỷn trổồỡng thỗ caùc õióỷn tờch
tổỷ do di chuyóứn hỗnh thaỡnh doỡng õióỷn. Khi u
tng thỗ E tng , luùc õoù vỏỷn tọỳc dởch chuyóứn
-tng
Giai lón
õoaỷn
absọỳ
: khi
u tng,
goỹi
laỡ giai
laỡm
õióỷn
tờchI =
õi const,
vóử caùc
cổỷc
õọỳi
õoaỷn
baợo hoaỡ
dióỷn trong
1 õồn vở thồỡi gian tng lón dỏựn õóỳn
Vỗ
sọỳtng
õióỷn tờch tổỷ do coù sụn trong khe hồớ
doỡng
-Giai õoaỷn bc :
khọng khờ coù giồùi haỷn

Taỷi b õióỷn aùp õaỷt õóỳn giaù trở uo,. u tng thỗ E
tng dỏựn õóỳn sọỳ lổồỹng õióỷn tờch tng lón laỡm
I tng
Luùc naỡy ta goỹi khọỳi khờ õoù õaợ bở phoùng õióỷn
Nóỳu duy trỗ nguọửn thỗ õióỷn aùp seợ tổỷ õọỹng
tuỷt õóùn giaù trở õuớ õóứ duy trỡ họử quang