Номер 7, страница 173 - гдз по физике 8 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 10. Электрический ток в газах, вакууме и полупроводниках. Параграф 47. Электрический ток в газах. Вопросы - номер 7, страница 173.

Условие.

7. Что такое ударная ионизация?

Решение.

Ударная ионизация — это процесс ионизации атома или молекулы в результате их столкновения с другой частицей, обладающей достаточной для этого кинетической энергией. Чаще всего в роли ионизирующей частицы выступает электрон, ускоренный сильным электрическим полем.

Механизм ударной ионизации заключается в следующем:

1. В веществе (например, в газе или полупроводнике) присутствует некоторое количество свободных электронов.

2. При приложении достаточно сильного внешнего электрического поля эти электроны начинают ускоряться, набирая кинетическую энергию.

3. Если на длине своего свободного пробега (расстояние между двумя последовательными столкновениями) электрон приобретает кинетическую энергию $E_k$, которая превышает или равна энергии ионизации $E_i$ атома вещества ($E_k \ge E_i$), то при столкновении с этим атомом он может выбить из него один из валентных электронов.

4. В результате этого неупругого столкновения нейтральный атом превращается в положительно заряженный ион, а в среде появляется новый свободный электрон. Таким образом, вместо одного свободного электрона до столкновения, после него появляются два. Процесс можно описать схемой:
$e^- + A \rightarrow 2e^- + A^+$
где $e^-$ — электрон, $\text{A}$ — нейтральный атом, $A^+$ — положительный ион.

5. Оба электрона (первоначальный и вновь созданный) также начинают ускоряться в электрическом поле и могут, в свою очередь, ионизировать другие атомы. Этот процесс нарастает лавинообразно, что приводит к резкому увеличению концентрации носителей заряда и, как следствие, к электрическому пробою диэлектрика или газа (например, искровой разряд). Это явление называется электронно-ионной лавиной.

Ударная ионизация является фундаментальным процессом, лежащим в основе работы газоразрядных ламп, счетчиков Гейгера, а также определяющим явление электрического пробоя в полупроводниках и диэлектриках.

Ответ: Ударная ионизация — это процесс выбивания электрона из атома или молекулы при столкновении с другой частицей (чаще всего электроном), которая была ускорена электрическим полем до кинетической энергии, достаточной для ионизации. Этот процесс может приводить к лавинообразному нарастанию числа носителей заряда.