Большая Советская Энциклопедия (ПО)

Большая Советская Энциклопедия

) = e (V —j), а для отрицательной П. и. (l_i- — l ) = е (j—S ), где eS — энергия сродства к электрону частицы. П. и. наиболее эффективна (a велико) для частиц с l_i < l или j > V и S > j ; a

для них уменьшается с ростом Т . При обратных неравенствах П. и. усиливается с возрастанием Т (рис. 2 ). l_i и l зависят от N — обычно l_i растет, а l падает с увеличением N. Если при Т > Т соблюдается условие эффективной П. и. (l_i < l и n_i >> n ), то при Т = Т знак (l — l_i ) меняется, а a начинает скачкообразно падать до малых значений. Т называется температурным порогом П. и.

Внешнее электрическое поле Е, ускоряющее ионы с поверхности, снижает величину l_i . При E < 10⁷в/см это снижение Dl = е

= 3,8x10^{– 4}

эв (E должно быть выражено в в/см ). Соответственно растет a. Если l_i < l и n_I > n , Е при стационарной П. и. уменьшает N и T _. Так, T для атомов Cs на W с 1000 К при Е = 10⁴в/см снижается до 300 °K при Е = 10⁷ в/см. Это даёт основание рассматривать явления десорбции и испарения ионов электрическим полем при низких Т как П. и. Современная экспериментальная техника позволяет наблюдать П. и. частиц с V lb 10 в и S &sup3; 0.6 в . С помощью электрического поля эти пределы могут быть существенно расширены.

Приведённые выше закономерности П. и. справедливы (подтверждены опытом) для однородных поверхностей. Однако на практике чаще приходится иметь дело с неоднородными поверхностями. на которых l , l_i , j и N неодинаковы на различных участках. В таких случаях указанные зависимости a от Т и Е сохраняются для некоторых усреднённых значений l _{, li} и j.

П. и. широко используется в ионных источниках различного назначения, в чувствительных детекторах частиц, для компенсации объёмного заряда электронов в термоэлектронных преобразователях , перспективна для создания плазменных двигателей , а также лежит в основе многих методов изучения физико-химических характеристик поверхностей твёрдых тел и взаимодействующих с ними частиц.

Лит.: Зандберг Э. Я., Ионов Н. И., Поверхностная ионизация, М,, 1969.

Н. И. Ионов.

Рис. 2. Характерные зависимости степени поверхностной ионизации a в стационарных процессах от температуры T: 1 — для случая, когда теплота десорбции иона l_i , меньше теплоты десорбции нейтральной частицы l _{; 2 — в случае, когда li >l . T — температурный порог поверхностной ионизации.}

Рис. 1. Потенциальные кривые взаимодействия систем поверхность твёрдого тела — нейтральная частица (А) и поверхность — положительный ион (А⁺ ); х — удаление от поверхности; U(x) — энергия связи частицы с поверхностью. Расстояние х_р соответствует равновесному состоянию частицы у поверхности, а глубины «потенциальных ям» l_i и l _{равны теплотам десорбции иона и нейтральной частицы соответственно. Разность li —l в данном случае равна разности энергии ионизации eV нейтральной частицы (V — её ионизационный потенциал, е — заряд электрона) и работы выхода поверхности ej.}

Поверхностная морена

Пове'рхностная море'на , обломочный материал, залегающий на поверхности ледника. Образуется за счёт падения на ледник обломков горных пород со склонов долины, а также путём вытаивания его из толщи самого льда.

Поверхностная сила

Пове'рхностная си'ла в механике, сила, приложенная к точкам поверхности тела. Пример П. с. — атмосферное давление на поверхность тела.

Поверхностная энергия

Пове'рхностная эне'ргия в термодинамике, избыток энергии в тонком слое вещества у поверхности соприкосновения тел (фаз) по сравнению с энергией вещества внутри тела. Полная П. э. складывается из работы образования поверхности, т. е. работы, необходимой для преодоления сил межмолекулярного (или межатомного) взаимодействия при перемещении молекул (атомов) из объёма фазы в поверхностный слой , и теплового эффекта, связанного с этим процессом. В соответствии с термодинамическими зависимостями удельная полная П. э.