1.5. Удельные потери энергии электронами.

Прохождение электронов через вещество отличается от прохождения тяжёлых заряженных частиц. Главная причина - малая масса электрона. Это приводит к относительно большому изменению импульса электрона при каждом его столкновении с частицами среды, что вызывает заметное изменение направления движения электрона и как результат - электромагнитное радиационное излучение. Удельные потери энергии электронов с кинетической энергией

Е = ( -1)

где

- масса электрона

- скорость света

- v/c; v - скорость частицы

1.6. Ионизационные потери энергии электронами. В области низких энергий электронов (E < 1 МэВ) определяющий вклад в потери энергии дают неупругие ионизационные процессы взаимодействия с атомными электронами, включающие ионизацию атомов. Передаваемая в одном столкновении энергия в среднем очень мала и при движении в веществе потери складываются из очень большого числа таких малых потерь. Статистические флуктуации в ионизационных процессах ведут к разбросу потерь и величин пробегов.

1.7. Рассеяние электронов. Как мы видели выше, сравнительно небольшая масса электронов существенно сказывается на характере их движения в веществе. При столкновении с атомными электронами и ядрами электроны часто и значительно отклоняются от первоначального направления движения.

1.7.1. Механизмы рассеяния электронов в металлах

Среди механизмов рассеяния наиболее важными являются электрон-фононное, электрон-электронное, примесное, изотопное, на торцах образцов и на дефектах.

В оптической спектрометрии используют явление рассеяния электронов электронами.

Механизм рассеяния электронов электронами таков:

а) частица извне Ферми- распределения взаимодействует с частицей внутри поверхности Ферми. В результате обе частицы и оказываются вне поверхности Ферми Т.е. E1 > EF; E2 < EF; E3 > EF; E4 > EF и, кроме этого, выполняется закон сохранения энергия: E1 + E2 = E3 + E4 .

А) В) С) Д)

1. Вторичный электрон

2. Отраженный электрон

3. Поглощенный электрон

4. Квант света.

1.7.2. Атомные спектры.

Оптические спектры, получающиеся при испускании или поглощении электромагнитного излучения свободными или слабо связанными атомами (напр., в газах или парах). Являются линейчатыми, т.е. состоят из отдельных спектральных линий, характеризуемых частотой излучения v, которая соответствует квантовому переходу между уровнями энергии E_i и E_k атома согласно соотношению:

V = , ( 1 )

Где h - постоянная Планка.

V - частота излучения кванта

E_i и E_k - энергия уровня.

Спектральные линии можно характеризовать также длиной волны:

Λ = , ( 2 )

Где: с - скорость света

V - частота излучения кванта

Атомные спектры обладают ярко выраженной индивидуальностью: каждому элементу соответствует свой спектр нейтрального атома и свои спектры последовательно образующихся положит. ионов. Линии в этих спектрах обозначают римскими цифрами, напр. линии PeI, FeII, FeIII в спектрах железа соответствуют спектрам Fe, Fe⁺, Fe²⁺.

Вопросы:

1. Виды взаимодействия электронов веществом.

2. Рассеяние электронов.

3. Атомные спектры.