Ionisation durch elektrisches Feld und Photonen kombiniert?

yogle · Anmeldungsdatum: 26.06.2011 Beiträge: 4

Hallo,

ich stehe zur Zeit vor einem Punkt an dem ich mit meinem Gedankenexperiment nicht mehr weiter komme. Ich weiß dass ein Gas, welches sich zwischen den Polen eines (Platten-)Kondensator befindet, ionisiert werden kann, wenn die angelegte Spannung nur groß genug ist. Im Falle von Luft sind das schon mal mehrere kV.

Ebenso kann ein Gas durch Photoionisation ionisiert werden, wenn die eingebrachte Energie durch das Photon groß genug ist. Für Luft werden dazu Wellenlängen <200nm benötigt.

Meine Frage ist ob es theoretisch möglich ist, dass man ein Gas zumindest zu einem kleinen Teil ionisieren kann, wenn diese beiden Ionisationsarten kombiniert werden?

Also sich das Gas zwischen den Polen eines Kondensators befindet, an diesem aber weniger als die eigentlich benötige Spannung angelegt ist und gleichzeitig das Gas mit Licht über 200nm bestrahlt wird. Ich stelle mir das so vor, dass z.B. für Stickstoff die zur 1. Ionisation benötigten ~14,55eV durch UVC Licht mit ~250nm = ~5eV und der Rest durch das elektrische Feld aufgebracht wird.

Für eine Einschätzung wäre ich sehr dankbar!

Grüße
yogle

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Einverstanden, es ist zumindest denkbar, dass ein Atom auch dadurch ionisiert werden kann, dass ihm das Elektron nicht auf einmal durch einen einzigen Prozess geklaut wird, sondern in zwei Portionen durch zwei verschiedene Prozesse.

Dazu müssen dann allerdings die Bedingungen stimmen: Da das Atom wegen der Quantenmechanik Energie nur in bestimmten Portionen aufnehmen kann, müssen die Teilportionen der zwei Prozesse zu dem Atom passen (mindestens einer der beiden Prozesse muss das Elektron des Atomes von seinem Grundzustand in einen wirklich auch existierenden angeregten Zustand des Atoms anheben können).

Und es müssen dann natürlich auch beide dieser Prozesse auf ein und dasselbe Atom wirken: zum Beispiel müsste erst ein Photon das Elektron eines Atomesauf ein höheres Energieniveau heben, und dann müsste das Atom (wegen dem anliegenden elektrischen Feld) von einem (in diesem elektrischen Feld) beschleunigten geladenen Teilchen heftig genug getroffen werden, um das angeregte Elektron vollends vom Atom weg zu befördern.

Das beide Prozesse, beide nur mit teilweise ausreichender Energie, ausreichend schnell hintereinander (sonst fällt das Atom gleich schon wieder zurück in seinen Grundzustand, bevor der zweite Prozess eintrifft) dasselbe Atom treffen, ist natürlich unwahrscheinlicher als dass ein einziger Prozess mit ausreichender Energie ein Atom komplett ionisiert.