Física experimental


Transporte iónico

Introducción

Empleamos nuevamente la técnica de desprendimiento de foto electrones, por medio del efecto foto eléctrico. Utilizamos el experimento de Townsend pulsado. Enesta ocasión generamos una corriente de iones formados por la colisión de fotoelectrones con moléculas de nitrogeno.

Corriente de iones negativos [2]
El experimento del Townsend pulsado genera noelectrones que son liberados del cátodo .La corriente de los electrones decaerá como

Donde η es el coeficiente de captura, qo es la carga elemental, ve es la velocidad de deriva de los electronesy Te = d/ ve es el tiempo de transito de los electrones. El decaimiento se debe a que algunos electrones son capturados.
Pero ya que las moléculas de oxigeno capturaron electrones se genera unacorriente de iones negativos dada por:

Donde Tn = d/ vn es el tiempo de transito de los iones negativos. Cuando el tránsito de electrones se termine todos los electrones habrán desaparecido en elánodo.
Si se llegara a dar la condición de que la frecuencia de captura satisfaga:

en este caso los electrones desaparecerán exponencialmente en una corta distancia de deriva, lo cual significa quese forma una nube de iones muy cerca del cátodo. Cuando se esté en el régimen del transporte iónico, esto es t > Te, la nube se moverá al ánodo dando lugar a una corriente dada por:

Donde d es laseparación entre en ánodo y el cátodo que es 3.1 cm. Si se aproxima la expresión (4) con la condición (3) se llega a:

Lo que denota una corriente constante debido a que los iones negativos seformaron muy cerca del cátodo debido a la fuerte captura de electrones.
Velocidad de deriva iónica:

Otra expresión que se considera importante medir es la movilidad, dada por:


Donde N0 = 2.69 x1019 cm-3.

Resultados experimentales




Bibliografía
1] Test of Blanc’s law for negative ion mobility in mixtures of SF6 with N2, O2 and air. G Hinojosa and J de Urquijo. Institute of...