ВыТекание газа из отверстия сосуда в вакуум

Направляем ось z перпендикулярно плоскости малого отверстия площадью S, используем сферические координаты и распределение (2.43)

Используем осевую симметрию распределения и интегрируем по j

– концентрация частиц, движущихся с модулем скорости под углом .

Число вылетающих за 1с частиц под углом q со скоростью v пропорционально эффективной площади отверстия в направлении движения

скорости частиц и концентрации

тогда

(П.5.7)

– число частиц, вылетающих за 1с через отверстие площадью S с модулем скорости под углом .

Интегрируем по модулю скорости v в интервале (0, ¥) и находим число частиц, вылетающих за 1с со всеми скоростями под углом :

, (П.5.8)

где

– плотность потока частиц (2.52).

Число частиц, вылетающих в единичный интервал угла около значения :

При  = 0 распределение зануляется из-за обращения в нуль телесного угла, через который идет поток частиц. Максимум распределения при  = 45.

Интегрируем (П.5.7) по углу q в интервале (0, p/2), и находим число частиц, вылетающих за 1с по всем направлениям со скоростями в интервале :

. (П.5.9)

Интегрируя (П.5.8) по углу, или (П.5.9) по скорости, получаем число частиц, вылетающих через отверстие за секунду со всеми скоростями и под всеми углами:

. (П.5.10)

Полученные формулы не учитывают рассеяния частицы при прохождении отверстия. Это предположение выполняется для малого отверстия, когда его размер гораздо меньше длины свободного пробега частицы.

Термоэлектронная эмиссия

Особенности объекта. У элементов первой группы таблицы Менделеева (Li, Na, K, Cu, Rb, Ag, Cs, Au) валентный электрон слабо связан с ядром. При объединении атомов в кристалл валентные электроны отсоединяются от атомов и становятся свободными. Решетка положительных ионов экранирует заряд электрона на расстояниях порядка периода решетки. В результате электроны не влияют друг на друга и образуют идеальный газ. Их концентрация пропорциональна концентрации узлов решетки . При средняя энергия электрона

Кристалл проявляет металлические свойства.

На границе металл–вакуум существует двойной электрический слой, препятствующий выходу электронов. Внешний слой – облако электронов, кратковременно выходящих из металла и возвращающихся назад. Внутренний слой – положительные ионы, не скомпенсированные вышедшими электронами.