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4 • Collisions et réactions
expérimentales pour la section efficace d’ionisation, par impact électronique, de l’hydrogène dans son état fondamental. À basse énergie, le comportement observé expérimentalement au voisinage du seuil : s I (E) ∼ (E − E I ) /E I est conforme à celui
prédit par la formule de Thomson ; par contre, à haute énergie, la décroissance n’est
pas purement algébrique et un comportement du type : s I (E) ∼ log (B E) /E est
observé expérimentalement et ne peut être interprété que dans le cadre d’un modèle
quantique.
E [eV]
σ I [cm 2 ]
10
10 2
10 –17
10 –18
10 3
e + H(1s)
2e + H +
Figure 4.14 Section efficace d’ionisation par impact électronique
pour l’atome d’hydrogène dans son état fondamental.
La formule de Thomson peut être améliorée pour obtenir un meilleur accord avec les
données expérimentales. Partant de la forme : s I (E) = 4s B F
E/E I
construite
à partir d’une fonction F dépendant uniquement du rapport de l’énergie de l’électron incident divisé par le seuil d’ionisation, il est possible d’identifier un ensemble
de fonction F offrant un meilleur accord avec les donnés expérimentales. Le choix
de F T (x) = (x − 1) /x
2 permet de retrouver la formule de Thomson ; Smirnov a
identifié une fraction rationnelle simple F S (x) améliorant la précision de la formule
de Thomson ; cette dernière fonction ne constitue pas le résultat d’un modèle affiné
mais une simple approximation algébrique de la courbe expérimentale, par contre,
le choix de la fonction F G (x) proposé par Gryzinski, résulte de l’étude d’un modèle
plus complet que le modèle de Thomson ;
F T =
x − 1
x 2 , F S =
10
x
x − 1
x + 8
, F G =
x − 1
x + 1
3
2
1
x
+
2x − 1
3x 2 log
2.7 +
√
x − 1
d’autres fonctions F, issues de modèles quantiques, sont aussi disponibles, mais,
dans le domaine de la physique des plasmas les trois fonctions F T (x), F S (x) et
F G (x) constituent une hiérarchie pertinente pour l’étude de l’ionisation. Ces trois
formules, s I (E) = 4s B F T ,S,G
E/E I
, peuvent être aisément étendues aux atomes
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit
4 • Collisions et réactions
expérimentales pour la section efficace d’ionisation, par impact électronique, de l’hydrogène dans son état fondamental. À basse énergie, le comportement observé expérimentalement au voisinage du seuil : s I (E) ∼ (E − E I ) /E I est conforme à celui
prédit par la formule de Thomson ; par contre, à haute énergie, la décroissance n’est
pas purement algébrique et un comportement du type : s I (E) ∼ log (B E) /E est
observé expérimentalement et ne peut être interprété que dans le cadre d’un modèle
quantique.
E [eV]
σ I [cm 2 ]
10
10 2
10 –17
10 –18
10 3
e + H(1s)
2e + H +
Figure 4.14 Section efficace d’ionisation par impact électronique
pour l’atome d’hydrogène dans son état fondamental.
La formule de Thomson peut être améliorée pour obtenir un meilleur accord avec les
données expérimentales. Partant de la forme : s I (E) = 4s B F
E/E I
construite
à partir d’une fonction F dépendant uniquement du rapport de l’énergie de l’électron incident divisé par le seuil d’ionisation, il est possible d’identifier un ensemble
de fonction F offrant un meilleur accord avec les donnés expérimentales. Le choix
de F T (x) = (x − 1) /x
2 permet de retrouver la formule de Thomson ; Smirnov a
identifié une fraction rationnelle simple F S (x) améliorant la précision de la formule
de Thomson ; cette dernière fonction ne constitue pas le résultat d’un modèle affiné
mais une simple approximation algébrique de la courbe expérimentale, par contre,
le choix de la fonction F G (x) proposé par Gryzinski, résulte de l’étude d’un modèle
plus complet que le modèle de Thomson ;
F T =
x − 1
x 2 , F S =
10
x
x − 1
x + 8
, F G =
x − 1
x + 1
3
2
1
x
+
2x − 1
3x 2 log
2.7 +
√
x − 1
d’autres fonctions F, issues de modèles quantiques, sont aussi disponibles, mais,
dans le domaine de la physique des plasmas les trois fonctions F T (x), F S (x) et
F G (x) constituent une hiérarchie pertinente pour l’étude de l’ionisation. Ces trois
formules, s I (E) = 4s B F T ,S,G
E/E I
, peuvent être aisément étendues aux atomes
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit