RegistrierenRegistrieren   LoginLogin   FAQFAQ    SuchenSuchen   
Wirkungsquerschnitt bei Stoßionisation
 
Neue Frage »
Antworten »
    Foren-Übersicht -> Quantenphysik
Autor Nachricht
yogle



Anmeldungsdatum: 26.06.2011
Beiträge: 4

Beitrag yogle Verfasst am: 18. Jul 2011 13:17    Titel: Wirkungsquerschnitt bei Stoßionisation Antworten mit Zitat

Hallo,

ich möchte über den Wirkungsquerschnitt bei der Ionisation von Stickstoff durch einen Elektronenstrahl, den Anteil der Elektronen berechnen, die auch wirklich zur Ionisation beitragen.

Bei Wikipedia steht dazu folgendes:
http://de.wikipedia.org/wiki/Wirkungsquerschnitt#Abschw.C3.A4chung_des_einfallenden_Teilchenstrahls_im_dicken_Target

Ich weiß, dass der Wirkungsquerschnitt für eine Energie der Elektronen mit 100eV gleich 1,5 Angström^2 ist (
http://www.cosmic-ray.org/papers/physrev/PRA12708.pdf).
Nur wie errechne ich mir jetzt den Anteil der Elektronen die zur Ionisation beitragen? Wenn ich versuche nach der Formel von Wikipedia zu gehen, erhalte ich für die Exponential-Funktion immer null.

Ich habe es so gerechnet:

Teilchendichte


und mit



Sollte es sinnvollerweise nicht zwischen 0 und 1 liegen, wenn es mit der Anfangszahl der Elektronen multipliziert wird?!
Es wäre echt super, wenn mir jemand den Fehler erklären könnte!
yogle



Anmeldungsdatum: 26.06.2011
Beiträge: 4

Beitrag yogle Verfasst am: 18. Jul 2011 16:45    Titel: Antworten mit Zitat

Da ich eigentlich noch mehr Fragen habe will ich gleich meine gesamte Überlegung darlegen und euch fragen ob dies so machbar wäre.

Mein Ziel ist die Ionisation von Luft-Stickstoff bei Standardbedingungen.

Erreichen möchte ich mein Ziel folgendermaßen:

Eine negative geladene Platte aus Gold wird per UV Licht mit ausreichend hoher Energie bestrahlt und gibt dabei Elektronen ab (Photoionisation).

Die Elektronen werden durch die angelegte Spannung von der Goldplatte weg, hin zum positiven Gegenpol beschleunigt. Dabei sollen sie Energien von mind. 25eV "aufnehmen".

Die Elektronen ionisieren dann den molekularen Stickstoff der sich zwischen den beiden Elektroden (Gold/Gegenpol) befindet (Ionisierungsenergie ~24,5eV).


Macht das Sinn? Oder steckt irgendwo im Ablauf ein Fehler? Können die Elektronen denn schnell genug werden, oder werden sie durch elastische Stöße zu stark abgebremst? Ich frage weil man meistens liest, dass solche Versuche mit Stoßionisation immer unter stark vermindertem Druck ablaufen (warum?).
yogle



Anmeldungsdatum: 26.06.2011
Beiträge: 4

Beitrag yogle Verfasst am: 19. Jul 2011 08:46    Titel: Antworten mit Zitat

Ich kann meine Fragen zum Teil schon selbst beantworten Augenzwinkern

Es gibt einen sogenannte Ionisierungszahl Alpha die die Anzahl der ionisierenden Stöße, also unelastischen Stöße, je Längeneinheit beschreibt.

Sie berechnet sich folgendermaßen:


Mit den experimentell ermittelten Konstanten für Luft:

A [1/(mm Bar)] = 1130
B [kV/(mm Bar)] = 27,4
(E/p) [kV/(mm Bar)] = 11 - 45 (gültiger Bereich)

Das macht schon 93 ionisierende Stöße pro Elektron, pro Millimeter bei 11kV und Standardbedingungen!


Bleibt für mich nur noch die Frage, wie effektiv die Photoionisation von Gold durch geeignete UV Strahlung ist?
Könnte das Gold dabei an der Oberfläche mechanische Veränderungen erfahren?
Neue Frage »
Antworten »
    Foren-Übersicht -> Quantenphysik