薩哈電離方程

薩哈電離方程

薩哈電離方程(Saha ionization equation),又稱為薩哈-朗繆爾方程(Saha-Langmuir equation),由印度物理學家米格納德·薩哈(Megh Nad Saha)(1920年)和歐文·朗繆爾(1923年)發現。這個方程的一個最重要的套用,是解釋恆星的光譜分類。該方程是結合量子力學和統計力學的想法的結果。

簡介

薩哈公式Sahaformula,表示電漿處於熱力學平衡狀態下,原子濃度(na)和離子濃度(ni)依賴電離和複合保持平衡,使電漿每一體積單元內,這兩種粒子的濃度具有確定數值的關係式。當體系內僅有一次電離離子存在時,薩哈公式如下:式中Ki(T)為電離常數;ne和m分別為電子的濃度和質量;K為玻爾茲曼常數;h為普朗克常數;T為熱力學溫度;Za、Zi分別為原子和離子的分配函式;Vi為電離電位;因子2是指自由電子的統計權重

公式

公式公式

描述氣體在高溫下因原子分子的熱運動而產生電離的公式。由印度物理學家薩哈導出。薩哈公式為
式中α=離子密度/氣體原子密度,稱為電離係數;T為氣體的熱力學溫度(K);Wi為原子的電離能(eV);P為氣壓(托);K為玻耳茲曼常數。公式說明氣體的電離度與其溫度、壓強有關。因為處於熱平衡狀態的氣體,其原子或分子的運動遵循麥克斯韋速度分布律,大部分都處於最概然速度附近,其值與氣體溫度的平方根成正比。室溫下氣體原子或分子的動能低,很難發生碰撞電離,若將氣體加熱到高溫,如將銫蒸汽加熱到10000K,則約2000次碰撞中就能產生一次碰撞電離。這種因高溫氣體原子、分子的熱運動而引起的電離稱為熱電離,故薩哈公式又稱熱電離公式。

薩哈簡介

薩哈因1920年導出熱電離平衡方程而聞名。該電離方程經英國天體物理學家來爾恩改進後在恆星大氣的所有研究中一直起著根本性的作用。這一方程已被廣泛用於解釋恆星的光譜。恆星光譜能反映光源的化學組成。薩哈公式把光源的化學組成和光譜的形式同光源的溫度聯繫起來,因此可用它來確定恆星的溫度或所要研究的元素的相對豐度。

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