2018-05-14
Воздух между двумя близко расположенными пластинами равномерно ионизируют ультрафиолетовым излучением. Объем воздуха между пластинами $V = 500 см^{3}$, наблюдаемый ток насыщения $I_{нас} = 0,48 мкА$. Найти:
а) число пар ионов, создаваемых ионизатором за единицу времени в единице объема;
б) равновесную концентрацию пар ионов, если коэффициент рекомбинации ионов воздуха $r = 1,67 \cdot 10^{-6} см^{3}/с$.
Решение:
Когда ток насыщен, все созданные ионы достигают пластины.
Тогда, $\dot{n}_{i} = \frac{I_{нас} }{eV} = 6 \cdot 10^{9} см^{-3} с^{-1}$
(Здесь учитываются как положительные ионы, так и отрицательные ионы)
Уравнение баланса равно, $\frac{dn}{dt} = \dot{n}_{i} - rn^{2}$
Первым слагаемым справа является скорость создания, а второй член - скорость рекомбинации, которая пропорциональна $n^{2}$ (= количество положительных ионов $\times$ количество отрицательных ионов). В равновесии,
$\frac{dn}{dt} = 0$
Итак, $n_{} = \sqrt{ \frac{ \dot{n}_{i} }{r} } = 6 \cdot 10^{7} см^{-3}$