1.3- кесте. p=1атм және Е=1в/см кезіндегі оң иондардың қозғалғыштығы.
Ион
|
Ауа
|
H2
|
Ar
|
He
|
CO2
|
μ+, см2атм/(сек в)
|
1.37
|
6.7
|
1.37
|
5.1
|
0.79
|
Осы кестеде көрініп тұрғандай, молекулалар ауыр болған сайын олардың қозғалғыштығы төмен болады. Электрондар бір соқтығысу кезінде энергияны аз шығындайтын болғандықтан, электр өрісінде жылулық қозғалыс энергиясынан едәуір жоғарғы энергияға ие болады. Сол себепті орташа жүріс шамалары мен электрондар үшін соқтығысулар арасындағы қозғалу жылдамдығы электр өрісінің кернеулік шамаларына тәуелді болып келеді. Осы себептерге байланысты электрондар үшін дрейф жылдамдығы өріс кернеулігінің күрделі функциясы болып табылады. Бұл функцияның түрін екі шекті жағдайлар үшін алуға болады. Ең алдымен электронның электр өрісі есебінен ие болатын энергиясы оның жылулық қозғалыс энергияcының аз үлесін құрайтындай болып, Е/р шама өте кіші болсын. Мұндай жағдайда электрондар дрейфінің қозғалысы иондар дрейфінің қозғалысы секілді бейнеленіп, Е/р шамасына тура пропорционал болады. Ендігі кезекте электр өрісіндегі электронның орташа энергиясы жылулық қозғалыс энергиясынан едәуір жоғары деп қарастырайық. Өріс есебінен электрон ие болатын энергия газ молекулаларымен соқтығысулар кезінде толық жұмсалатын тепе-теңдік күйде болсын. Электрон 1 секунд ішінде өріс бойымен W жол жүріп өтіп, WeE энергиясына ие болады. Бұл уақыт ішінде ν соқтығысу болады, олардың әрбіреуінде газ молекулаларына берілген энергия fmυ2 шамасына тура пропорционал болады. Тепе-теңдік әсерінен
WeE=νfmυ2/2 (1.9)
Өріс әсерінен алынған электронның энергиясы mυ2/2 болуы салдарынан mυ2/2eE қатынасы әрдайым тұрақты болуы шарт. Сонда дрейф жылдамдығы ν ═υ ⁄ λ немесе  тура пропорционал болады.
Кейбір газдар үшін электрондар дрейфінің жылдамдығының E/p-ға тәуелділігі 1.4-кестеде келтірілген.
1.4-кесте.
Е/р
|
х 10-6 см/сек үшін, дрейф жылдамдығы
|
H2
|
He
|
N
|
Ar
|
CO2
|
CH4
|
0.125
0.25
0.50
1.0
2.0
5.0
|
-
0.65
0.9
1.2
1.6
2.6
|
0.3
0.4
0.57
0.82
1.3
3.0
|
-
0.51
0.62
0.87
1.31
2.7
|
0.31
-
0.40
0.73
-
4.0
|
-
-
-
-
32
57
|
1.2
3.3
7.4
10.0
10.0
-
|
Кестеден көрініп тұрғандай , Е/p онша жоғары емес мәндері кезіндегі ең «жылдам» газдар СН4 және СО2 болып табылады. Берілген E/p мәндері кезінде көмірқышқыл газының аз маңызды қосындысы бар қоспадағы дрейф жылдамдығы таза аргон мен таза көмірқышқыл газына қарағанда жоғары болады.
Тәжірибелік жолмен орнатылған бұл құбылыс электронды жинақтаушы камераларды даярлау кезінде үлкен мәнге ие. Мұндай құбылыстың физикалық мағынасын электрондардың орташа еркін жүру жолының ұзындығы олардың энергиясына тәуелділігін ескерсек түсіну қиын емес. Инертті газдар үшін электрондардың атомдармен өзара әсерлесу қимасы, олардың энергиясы 3 эв (гелий үшін) және 13 эв (аргон үшін) болған кезде максимумға ие. Бұл энергиядан төменде қиманың шамасы өте тез кемиді және соның салдарынан соқтығысулар арасындағы электрoндардың орташа жүрісі өседі. Таза аргонда бірінші қозу дейгейдегі энергия жоғары болып келеді 11,5 эв, сол себепті тіпті үлкен емес сыртқы өрісте электрондар шамамен 10 эв-тан жоғарғы кинетикалық энергияға ие болады.
Көмірқышқыл газында, керісінше, төменгі энергиялы қозу деңгейлерінің үлкен саны көп болады, соның салдарынан көмірқышқыл газын аргонға шамалы қосудың өзі электрондар қозғалысының орташа энергиясын едәуір өзгертеді. Осылайша көмірқышқыл газын аргонға қосу соқтығысулар арасындағы электрондардың орташа еркін жүрісін ұлғайтады, соқтығысулар арасындағы қозғалыс жылдамдығын төмендетеді және соның салдарынан дрейф жылдамдығы артады.
ІІ-тарау. Иондаушы бөлшектерді тіркеу тәсілдері.
2.1. Күшейткішті ионизациялық санауыштар.
Өрістің кернеулігі жоғарғы болған жағдайда анодқа дрейфтелуші электрондар соқтығысулар арасындағы газ молекулаларын ионизациялау үшін жеткілікті энергияға ие болуы мүмкін. Мұндай жағдай токтың және импульс амплитудасының артуына әкеп соқтырады. Бұл құбылыс–екінші реттік ионизация есебінен электрондар санының арту газдық күшею деген атауға ие. Газдық аралықтағы вольт-амперлік сипаттамаға назар аударайық. 2.1- суретте екі түрлі бастапқы ионизациялар үшін импульс амплитудасының кернеуге тәуелділігі көрсетілген. 2- салада импульстар амплитудасы 10-100 есе өсетіндігі және импульс шамаларының бастапқы ионизацияға тәуелділігі тура пропорционал екендігі көрініп тұр. Бұл салада жұмыс істейтін санауыштар пропорционал санауыштар деп аталады. Кернеудің одан әрі ұлғаюы кезінде пропорционалдылық бұзылады, одан әрі импульс амплитудасы бастапқы ионизацияға тәуелді болмай қалады. Газдық күшею механизмін қарастырамыз және вольт-амперлік сипаттамаға сапалы түсініктер береміз.
Достарыңызбен бөлісу: | 
