Особенности ионизации атомных частиц в сильном низкочастотном поле

• Автор: Смирнов, Михаил Борисович
• Шифр специальности: 01.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 97 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1 Критические поля для ионизация молекулы и иона молекулы водорода
1.1 Введение
1.2 Критические поля для иона молекулы водорода
1.3 Результаты и обсуждение для Нг+
1.4 Критическое поле для нейтральной молекулы водорода
Глава 2 Ионизация молекулярного иона водорода сильным низкочастотным полем лазерного излучения
2.1 Методы анализа скорости ионизации молекулярных частиц во внешнем поле
2.2 Кулоновская поправка
2.3 Матричный элемент
2.4 Ионизация молекулярного иона в линейно-поляризованном поле
2.5 Ионизация молекулярного иона в поле циркулярной поляризации
2.6 Обсуждение результатов
ГЛАВА 3 Перерассеяние электрона при туннельной ионизации
3.1 Общие замечания
3.2 Методика расчета. Спектр электронов при ионизации без перерассеяния
3.3 Спектр электронов ионизации при перерассеянии
Глава 4 Поведение металлического кластера в сильном электромагнитном поле
4.1 Модели металлического кластера
4.2 Модель Томаса-Ферми-Дирака для металлического кластера
4.3 Многократная ионизация кластера
4.4 Туннельная и надбарьерная ионизация кластера
4.5 Ионизация кластера заснет нагрева электронов кластера
4.6 Эволюция металлического кластера в сильном электромагнитном
поле
4.7. Характер процессов с участием большого кластера под действием лазерного излучения
Выводы
Литература

ВВЕДЕНИЕ
Явления, протекающие при ионизации атомов во внешних электрических и электромагнитных полях, являются одной из фундаментальных проблем атомной физики. Еще 70 лет назад в изящных экспериментах было показано, что при внесении излучающего ионизованного газа в сильное электрическое поле некоторые спектральные линии пропадают [1]. Этот эффект был объяснен ионизацией атомов в некоторых возбужденных состояниях под действием электрического поля [2]. В результате этого пропадают спектральные линии, возникавшие при высвечивании этих возбужденных состояний [2,3].
Исследование распада атомов и атомных частиц под действием электрических и электромагнитных полей пережило несколько этапов, и глубина изучения этих явлений возрастала по мере развития используемой для этой цели экспериментальной техники. Современная лазерная техника позволяет обеспечить импульсные электромагнитные поля с потоками

энергии порядка 10 -10“ Вт/см при длительности импульса порядка 10' с [4-13]. Поэтому развиваемая теория должна описывать действие таких полей на атомные частицы.
Основным процессом при воздействии мощного электромагнитного поля на атом или атомную систему является процесс ионизации, который составляет предмет исследования данной диссертации. Обычно энергия фотонов падающего лазерного излучения меньше потенциала ионизации атома или атомной системы. В этом случае процесс освобождения одного электрона сопровождается поглощением нескольких фотонов и протекает по разному сценарию в зависимости от напряженности электромагнитного поля и его частоты. Роль этих параметров была впервые понята Л. В. Келдышем [14], который ввел т.н. параметр адиабатичности

Здесь величина м?ёР есть вероятность ионизации четного состояния, а м>ир - вероятность ионизации нечетного состояния.
Найдем приближенное простое выражение для интеграла (2.20), используя неравенства рК»аК» 1, реализуемые при энергиях конечного состояния электрона, заметно превышающих его энергию связи. Интегрируя по частям, находим:

ґ іоЛ

V Ру
2 (2.23)
ірії
Отсюда получаем для матричных элементов следующие выражения:
, Мт| х 8тссх3/22 со8РцЯ
{ехр(1рг)1|ф,)-2л(1 + 8) р2к . (2.24)
а также:
, Л ,т, . 87іа3/2г ЗІПР|!К
(ехр(іР7йфц) = -і>(і_8) р2к (2.25)
2.4 ИОНИЗАЦИЯ МОЛЕКУЛЯРНОГО ИОНА В ЛИНЕЙНО-ПОЛЯРИЗОВАННОМ ПОЛЕ
Вероятность перехода за время / из электронного состояния і дискретного спектра молекулярного иона в состояние непрерывного спектра с импульсом р дается квадратом модуля амплитуды перехода:

У¥1Р
Е;+-р2 ’

рОрМфі
Здесь функция gL(t) определена соотношением

Вь(0
ґ 1 -р2
Е; +Р2+—-
V 2 4со2у
Р|| р ¥2 і + - — совші -зіп2соі . (2.27)