Большая Советская Энциклопедия (ПО) - [12]

< l₀ или j > V и S > j ; a для них уменьшается с ростом Т . При обратных неравенствах П. и. усиливается с возрастанием Т (рис. 2 ). l_i и l₀ зависят от N — обычно l_i растет, а l₀ падает с увеличением N. Если при Т > Т₀ соблюдается условие эффективной П. и. (l_i < l₀ и n_i >> n₀ ), то при Т = Т₀ знак (l₀ — l_i ) меняется, а a начинает скачкообразно падать до малых значений. Т₀ называется температурным порогом П. и.

  Внешнее электрическое поле Е, ускоряющее ионы с поверхности, снижает величину l_i . При E < 10⁷в/см это снижение Dl = е

= 3,8×10^-4

эв (E должно быть выражено в в/см ). Соответственно растет a. Если l_i < l₀ и n_I > n₀ , Е при стационарной П. и. уменьшает N и T₀ . Так, T₀ для атомов Cs на W с 1000 К при Е = 10⁴в/см снижается до 300 °K при Е = 10⁷ в/см. Это даёт основание рассматривать явления десорбции и испарения ионов электрическим полем при низких Т как П. и. Современная экспериментальная техника позволяет наблюдать П. и. частиц с V £ 10 в и S ³ 0.6 в . С помощью электрического поля эти пределы могут быть существенно расширены.

  Приведённые выше закономерности П. и. справедливы (подтверждены опытом) для однородных поверхностей. Однако на практике чаще приходится иметь дело с неоднородными поверхностями. на которых l₀ , l_i , j и N неодинаковы на различных участках. В таких случаях указанные зависимости a от Т и Е сохраняются для некоторых усреднённых значений l₀ , l_i и j.

  П. и. широко используется в ионных источниках различного назначения, в чувствительных детекторах частиц, для компенсации объёмного заряда электронов в термоэлектронных преобразователях , перспективна для создания плазменных двигателей , а также лежит в основе многих методов изучения физико-химических характеристик поверхностей твёрдых тел и взаимодействующих с ними частиц.

  Лит.: Зандберг Э. Я., Ионов Н. И., Поверхностная ионизация, М,, 1969.

  Н. И. Ионов.

Рис. 2. Характерные зависимости степени поверхностной ионизации a в стационарных процессах от температуры T: 1 — для случая, когда теплота десорбции иона l_i , меньше теплоты десорбции нейтральной частицы l₀ ; 2 — в случае, когда l_i >l₀ . T₀ — температурный порог поверхностной ионизации.

Рис. 1. Потенциальные кривые взаимодействия систем поверхность твёрдого тела — нейтральная частица (А) и поверхность — положительный ион (А⁺ ); х — удаление от поверхности; U(x) — энергия связи частицы с поверхностью. Расстояние х_р соответствует равновесному состоянию частицы у поверхности, а глубины «потенциальных ям» l_i и l₀ равны теплотам десорбции иона и нейтральной частицы соответственно. Разность l_i —l₀ в данном случае равна разности энергии ионизации eV нейтральной частицы (V — её ионизационный потенциал, е — заряд электрона) и работы выхода поверхности ej.

Поверхностная морена

Пове'рхностная море'на , обломочный материал, залегающий на поверхности ледника. Образуется за счёт падения на ледник обломков горных пород со склонов долины, а также путём вытаивания его из толщи самого льда.

Поверхностная сила

Пове'рхностная си'ла в механике, сила, приложенная к точкам поверхности тела. Пример П. с. — атмосферное давление на поверхность тела.

Поверхностная энергия

Пове'рхностная эне'ргия в термодинамике, избыток энергии в тонком слое вещества у поверхности соприкосновения тел (фаз) по сравнению с энергией вещества внутри тела. Полная П. э. складывается из работы образования поверхности, т. е. работы, необходимой для преодоления сил межмолекулярного (или межатомного) взаимодействия при перемещении молекул (атомов) из объёма фазы в поверхностный слой , и теплового эффекта, связанного с этим процессом. В соответствии с термодинамическими зависимостями удельная полная П. э.

u = s + q = s —

,

где s — удельная свободная П. э., тождественно равная для подвижных жидкостей поверхностному натяжению , q — скрытая теплота (связанная энергия) единицы площади поверхности, Т — абсолютная температура и

 — удельная поверхностная энтропия , имеющая обычно отрицательную величину. Свободная П. э. с ростом температуры уменьшается, тогда как полная П. э. неполярных (неассоциированных) жидкостей остаётся постоянной, а полярных — несколько возрастает. Так, для воды при 0, 20 и 100 °С значения u соответственно равны 117, 120 и 129 мдж/м² или эрг/см² . С приближением к критической температуре различие в составе и свойствах контактирующих фаз сглаживается, поверхность раздела фаз исчезает и П. э. обращается в нуль. П. э. влияет на многие физико-химические свойства твёрдых тел и жидкостей. Особенно возрастает её роль в высокодисперсных коллоидных системах , где поверхность раздела фаз предельно велика.

  Лит. см. при ст. Поверхностное натяжение и Поверхностные явления .

  Л. А. Шиц.

Поверхностная эрозия

Пове'рхностная эро'зия , смыв поверхностного слоя почвы в результате действия ливневых дождей и талых вод. См. Эрозия , Поверхностный сток .

Поверхностно-активные вещества

Пове'рхностно-акти'вные вещества' , вещества, способные накапливаться (сгущаться) на поверхности соприкосновения двух тел, называемой поверхностью раздела фаз, или межфазной поверхностью. На межфазной поверхности П.-а. в. образуют слой повышенной концентрации — адсорбционный слой (см. также