Номер 3, страница 141 - гдз по физике 8 класс учебник Изергин

Глава III. Постоянный электрический ток. Параграф 23. Электрический ток в газах - номер 3, страница 141.

Условие.

3. Какие вам известны ионизаторы?

Решение.

Ионизаторы — это различные физические факторы или процессы, которые вызывают ионизацию, то есть превращение нейтральных атомов или молекул в ионы. Для ионизации атому необходимо передать энергию, достаточную для отрыва одного или нескольких электронов (энергию ионизации). Известны следующие основные виды ионизаторов:

1. Нагревание до высокой температуры (термическая ионизация). При нагревании вещества, особенно газа, до очень высоких температур (тысячи кельвинов и выше) средняя кинетическая энергия теплового движения его частиц ($E_k \approx kT$, где $\text{k}$ — постоянная Больцмана) становится сопоставимой с энергией ионизации. В результате частых и сильных столкновений атомы и молекулы ионизируются. Этот процесс играет ключевую роль в физике плазмы, в атмосферах звезд и в пламени.

2. Электромагнитное излучение (фотоионизация). Кванты (фотоны) коротковолнового электромагнитного излучения, такие как ультрафиолетовое, рентгеновское и гамма-излучение, могут ионизировать атомы. Это происходит, если энергия фотона $E = h\nu$ (где $\text{h}$ — постоянная Планка, а $\nu$ — частота излучения) превышает или равна энергии ионизации атома. Процесс поглощения фотона с последующим испусканием электрона называется фотоионизацией.

3. Сильное электрическое поле (ударная ионизация). В сильном электрическом поле свободные электроны, всегда присутствующие в газе в небольшом количестве, ускоряются до энергий, достаточных для ионизации нейтральных атомов при столкновении. Каждый такой акт ионизации создает новый свободный электрон, который также ускоряется полем и может ионизировать другие атомы. Это приводит к лавинообразному нарастанию числа заряженных частиц и возникновению электрического разряда в газе (например, искры или молнии).

4. Корпускулярное излучение. Потоки быстрых заряженных или нейтральных частиц (альфа-частиц, бета-частиц, протонов, нейтронов), возникающие, например, при радиоактивном распаде, при прохождении через вещество сталкиваются с атомами и передают им часть своей энергии, выбивая электроны и тем самым ионизируя вещество. Это основной механизм взаимодействия ионизирующих излучений с веществом.

Ответ: К основным ионизаторам относятся: высокая температура (термическая ионизация), коротковолновое электромагнитное излучение (фотоионизация), сильное электрическое поле (ударная ионизация) и потоки быстрых частиц (корпускулярное излучение).