„Penning-Ionisation“ – Versionsunterschied
| [gesichtete Version] | [gesichtete Version] |
+QS: Kategorien fehlen |
+Normdaten Markierung: 2017-Quelltext-Bearbeitung |
||
| (20 dazwischenliegende Versionen von 13 Benutzern werden nicht angezeigt) | |||
| Zeile 1: | Zeile 1: | ||
| ⚫ | Die '''Penning-Ionisation''' (auch '''Penning-Effekt''' genannt) ist eine spezielle Form der [[Chemoionisation]], das heißt einer Übertragung von [[Anregungsenergie]] bei Teilchenzusammenstößen. Der Effekt ist nach dem niederländischen Physiker [[Frans Michel Penning]] benannt, der ihn im Jahr 1927 beschrieb.<ref>{{Literatur |Autor=F. M. Penning |Titel=Über Ionisation durch metastabile Atome |Sammelwerk=[[Die Naturwissenschaften]] |Band=15 |Nummer=40 |Datum=1927 |Seiten=818–818 |DOI=10.1007/BF01505431}}</ref> |
||
{{QS-Antrag|26. Juli 2012| [[WP:Wikifizieren]]: [[Wikipedia:Kategorien|Kategorien]] fehlen -- [[Benutzer:MerlBot/AutoQS|MerlBot]] 06:07, 26. Jul. 2012 (CEST)}} |
|||
| ⚫ | Die '''Penning-Ionisation''' (auch '''Penning-Effekt''' genannt) ist eine spezielle Form der [[Chemoionisation]], das heißt einer Übertragung von [[Anregungsenergie]] bei Teilchenzusammenstößen. Der Effekt ist nach dem niederländischen Physiker [[Frans Michel Penning]] benannt, der ihn im Jahr 1927 beschrieb.<ref> |
||
== Mechanismus == |
== Mechanismus == |
||
Treten in einem Gasgemisch [[ |
Treten in einem Gasgemisch [[Angeregter Zustand|angeregte]] Atome einer Teilchensorte <math>G</math> auf, deren Anregungsenergie größer ist als die [[Ionisierungsenergie]] der zweiten Teilchensorte <math>M</math>, dann kann bei einem Zusammenstoß die Anregungsenergie von <math>G</math> derart auf M übertragen werden, dass <math>M</math> ionisiert wird. Der Mechanismus ist noch nicht völlig aufgedeckt. Eine Erklärung wäre jedoch die Bildung einer Zwischenstufe:<ref>Manfred von Ardenne (Hrsg.): ''Effekte der Physik und ihre Anwendungen.'' Harri Deutsch Verlag, 2005, ISBN 3-8171-1682-9, S. 264 ({{Google Buch|BuchID=IV8tf1_5ZCAC|Seite=264|Hervorhebung=Pennig Mechanismus}}).</ref> |
||
:<math>G^* + M \to M^{+ |
:<math>G^* + M \to MG^* \to M^{+} + e^- + G</math> |
||
Diese Zwischenstufe muss nicht immer zerfallen, es sind auch Ionisationen der folgenden Art möglich: |
|||
:<math>G^* + M \to MG^* \to MG^{+} + e^-</math> |
|||
Daneben kann die Oberflächen-Penning Ionisation an Gas-Festkörper-Grenzflächen <math>S</math> beobachtet werden. Der Mechanismus dahinter ist der der [[Augerelektronenspektroskopie|Augerabregung]] (Auger Deexcitation):<ref>{{Internetquelle |url=https://www.iept.tu-clausthal.de/en/research-groups/atomic-and-molecular-physics-at-surfaces/research/metastable-impact-electron-spectroscopy/ |hrsg=[[TU Clausthal]] |titel=Metastable Impact Electron Spectroscopy |zugriff=2017-09-22}}</ref> |
|||
:<math>G^* + S \to G + S^+ + e^-</math> |
|||
== Anwendung == |
== Anwendung == |
||
In der Praxis wird der Effekt bei [[Gasentladungsröhre|Gasentladungslampen]] genutzt. Dabei ist die Lampe mit einem sogenannten Penning-Gemisch gefüllt, um die Betriebsspannungen |
In der Praxis wird der Effekt bei [[Gasentladungsröhre|Gasentladungslampen]] genutzt. Dabei ist die Lampe mit einem sogenannten Penning-Gemisch gefüllt, um die Betriebsspannungen (z. B. die [[Zündspannung]]) zu reduzieren. |
||
Ein häufig genutztes Penning-Gemisch ist |
Ein häufig genutztes Penning-Gemisch ist zum Beispiel eine Mischung von 98 bis 99,5 % [[Neon]] mit 0,5–2 % [[Argon]]. Neon hat eine Anregungsenergie von ca. 16,6 eV, Argon eine Ionisierungsenergie von 15,8 eV. |
||
Die Mischung ist leichter zu ionisieren als Neon oder Argon alleine, da die Ionisierungsbilanz der Entladung durch die zusätzliche Ausnutzung von Anregungsenergie verbessert wird. |
Die Mischung ist leichter zu ionisieren als Neon oder Argon alleine, da die Ionisierungsbilanz der Entladung durch die zusätzliche Ausnutzung von Anregungsenergie verbessert wird. |
||
== |
== Einzelnachweise == |
||
<references /> |
<references /> |
||
{{Normdaten|TYP=s|GND=4308692-5}} |
|||
[[en:Penning ionization]] |
|||
[[it:Ionizzazione di Penning]] |
|||
[[Kategorie:Atomphysik]] |
|||
Aktuelle Version vom 15. März 2024, 22:21 Uhr
Die Penning-Ionisation (auch Penning-Effekt genannt) ist eine spezielle Form der Chemoionisation, das heißt einer Übertragung von Anregungsenergie bei Teilchenzusammenstößen. Der Effekt ist nach dem niederländischen Physiker Frans Michel Penning benannt, der ihn im Jahr 1927 beschrieb.[1]
Mechanismus
Treten in einem Gasgemisch angeregte Atome einer Teilchensorte auf, deren Anregungsenergie größer ist als die Ionisierungsenergie der zweiten Teilchensorte , dann kann bei einem Zusammenstoß die Anregungsenergie von derart auf M übertragen werden, dass ionisiert wird. Der Mechanismus ist noch nicht völlig aufgedeckt. Eine Erklärung wäre jedoch die Bildung einer Zwischenstufe:[2]
Diese Zwischenstufe muss nicht immer zerfallen, es sind auch Ionisationen der folgenden Art möglich:
Daneben kann die Oberflächen-Penning Ionisation an Gas-Festkörper-Grenzflächen beobachtet werden. Der Mechanismus dahinter ist der der Augerabregung (Auger Deexcitation):[3]
Anwendung
In der Praxis wird der Effekt bei Gasentladungslampen genutzt. Dabei ist die Lampe mit einem sogenannten Penning-Gemisch gefüllt, um die Betriebsspannungen (z. B. die Zündspannung) zu reduzieren. Ein häufig genutztes Penning-Gemisch ist zum Beispiel eine Mischung von 98 bis 99,5 % Neon mit 0,5–2 % Argon. Neon hat eine Anregungsenergie von ca. 16,6 eV, Argon eine Ionisierungsenergie von 15,8 eV. Die Mischung ist leichter zu ionisieren als Neon oder Argon alleine, da die Ionisierungsbilanz der Entladung durch die zusätzliche Ausnutzung von Anregungsenergie verbessert wird.
Einzelnachweise
- ↑ F. M. Penning: Über Ionisation durch metastabile Atome. In: Die Naturwissenschaften. Band 15, Nr. 40, 1927, S. 818–818, doi:10.1007/BF01505431.
- ↑ Manfred von Ardenne (Hrsg.): Effekte der Physik und ihre Anwendungen. Harri Deutsch Verlag, 2005, ISBN 3-8171-1682-9, S. 264 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
- ↑ Metastable Impact Electron Spectroscopy. TU Clausthal, abgerufen am 22. September 2017.
