Ricerche sui raggi positivi lenti

  • Published on
    22-Aug-2016

  • View
    213

  • Download
    1

Embed Size (px)

Transcript

  • CELEBRAZIONE DEL SECONDO CENTENARIO DELLA NASCITA

    D I ,I.UIGI GALVANI

    Bol, o~na 18-21 0ttobre 1937-XV

    Att i della XX IX Riunione della Societ& Italiana di Fisica e del Congresso di Fisiea

    Ricerche sui raggi positivi lenti.

    Prof. A. ROSTAGNI (Messina).

    Qu,ando un faseio di ra,ggi Fositivi attraversa un gas rarefatto awengono diversi fenoraeni: una parte de~li ioni ehe ]i eostitui- scono cede la carica a .mole cole d el gas, 0 ~n,egli.o. capta ~d esse un elettrone, e si neutral izza, proseguendo il proprio ca~mmino senza variazione n,o~evole di velocit~ e lasciando diet ro a s~ altrettanti ioni lenti; una parte subis.ce u rti elastiei con molecole del gas e viene diffusa, mentre trasmette a quelle una ~razione ~lel'la propria energia cinetica; una parte subisce infine art i anelastici, che portano a ecci- tazione, a dissociazione ed a ionizzazione del gas, cio~ danno origine in questo a molecole e ccitate, a nuovi gruppi at~mici, a ion ie ad elettroni.

    Si t ratta di fenomeni n, oti da tempo, dal punto ~di vista qualita- tivo. Lo stt~dio quantitativo di essi, dal lato sperimentale, presenta notevoli difficolt~, dovute essenzialmente a,1 fatto che i fenomeni stessi si presentano per 1,o pifi insi~me, e con intensit~ confrontabil i ; e ad essi si sovrappon@ono ancora mrmerosi a~tri effetti secondarl, primo fra questi la emissione di elettroni dalle pareti colpite da 40hi. Pereib lo svilnppo delle ricerche non pub essere che graduale, lo studio di un feno,m6no presupponendo ~a eonoscenza approssi~mata degli a,]tri.

    Uno stu~clio sistematico ~ stato fatto da me (1) per il caso degli ioni He + Ne + Ar + nei rispettivi gas: riporto qui in fig. 1 i raggi delle rispettive sezioni efficaci per la neutralizzazione ~,, per la dif- fusione z~ e per la ionizzazione ~, in funzione delle v~locit~ degli

    (t) Ricerehe sui raggi positivi e neutrali, nn. I-V, ~ Nuovo Cimento ~, 1934-36 ; Misure di assorbimento e di~fusione dei raggi positivi nei gas, (( Atti Acc. Sc. di Torino ~, 70, 472, 1935.

  • 118 A. ROSTAGNI

    ioni; ho riportato pure, per confronto, i raggi d 'urto .einetieo, desunti da misure d'attr i to interno.

    Le sezioni efficaci per la neutralizzazione presentano andamento crescente aa deerescere della vel(~citA, sino ad un ~nassi~no p,osto fra i 20 e i 30 V, oltre il quale prendono a decreseere. Si deve ri!levare che le teorie di prima approssimazione finora svi luppate fanno invece prevedere, per casi di risonanza come qzlelli qui considerati, un andamento crescente sino alla velocit~ zero.

    1o,~o

    28,2 ,

    42, 6

    e,s

    108r g J'2$ ,...v- - ~

    ",,5 ..Z

    % o

    J9 tin " "e"

    9 ~. l "% ~ ~ - ~ ~ - - ~ : l J r ~ "~

    .~"" ( " . ~ . . . . . ." t.~P IOn .~r . . . . . . . . . . . . . .

    ...o.O.. .....~.o . . . . . , . . , i-

    :.....,.~" . . . . . . . . . . . . Z"" Ne ion ...o-" . .~ .. . . . . .

    9 "" . . . . " , . . . . . . . . . ~ . . . . . . . . . . . . . ~ . . . . . . . . . . ~ . . . . . . . . . . ~ . . . .

    9 -" ..:r ..... "~ ...... ~ . ~/o~ . . . . . . .'~ .~::-'~ ~u 30 ~. , , * , . l .

    6,35,r 56 r162 r 225 45O 6Z5 sea ~o~,5 I ,r Fig. 1

    Le misure di neutralizzazione sono state co.mpiute attraverso la raccolta degli ioni secondarl con un dispositivo a campo trasversale. Dalle curve di rac,colta, in funzione dei potenzia]i applicati, si de- s~mono, olCre alte sezioni efllcaei, indieazioni su'lle velocit~t degli ioni secondari: ]e quali risultan,o assai piecote, certo inferiori al volt per la quasi totalit~ degli ioni, e con distribuzione praticamente in dipenclente da'lla vel(~cith primaria.

  • RICERCHE S UI RAGGI POSITIVI LENTI 119

    Le sezioni effieaei per la diffu~sione presentano anda'm,ento ere- scente al decreseere della velo.eith, particolarmente aecentuato verso le velocit~t minori. Le misure so:no state co,mpiute .con diafra~m,mi diversi, corrispon.denfi ad aperture angola.ri c(~mprese fra 2 ~ e 5 ~ circa, rise,ontran~do lxna netta .dipendenza delte sezioni effieaei dal- l 'apertura stessa, nel senso che quelle .diminuiscono abbastanza rapi- damente al creseere di questa.

    Le sezioni effieaci per la ionizzazione presentano andamento cre- seente con eontinuit'X al erese.ere della vclo.eit~t, a partite da soglie definite. Fatto notevolc g la ~uaglianza approssimativa di esse col valori *d~elle sezioni effiea.ei ,per la ionizzazione .da parte dei ri,spettivi atomi, determinate parte in preeedenza c,on a.l,tro dispositivo, parte eont.emporane~mente col dispositivo stesso.

    F ra i problemi posti da .questo insieme di risultati sperimentali, il pifi interessante g quel'lo .the si riferisce al ,m:assimv delle sezioni efficaci di neutralizzazione, a x, eloeit~ finite, in netto eont.rasto colle previsio.ni teoriehe. Andamenti analoghi sono stati pure o.sservati, suceessivamente, da F. WOLF (1) : sia in easi di risonanza ehe in easi di non risonanza. I1 solo punto dclicato nel pr.oeedLmento di misnra

    qu, ello ehe, alte minori ~r primari, e, nel dispositivo di ra.c- colta non ~ possibile pifi traeciare delle vere e proprie curve .di sa- turazione, non potendo eresce~e ,a v.olont~ i potenziali applieati. ,Sup- porre ehe la diminuzione osservata nelle sezioni .effieaei per la neu- tratizzazione a bassa velocita sia apparente e dovuta a qucsto fatto i,mplica per5 di ammettere ehe gli ioni secondarl dovuti alla neutra- lizzazione di ioni di 10-20 V siano in media pifi veloci di quelli eor- rispondenti a ioni primari cti ~maggiore energia.

    Cib parrebbe da eseludere, a prima vista, e perci5 il procedimento di ~aisura nli parve legittimo a suo tempo. Se si viene per6 a eonsi- derare l'anda'mento delle sezioni effieaci per la tdiffusione verso le minori .energie (~da me .detevminato in segtlito), tentandone in .eerto modo un'estrapolazionc, si intravede la possibili.t~ ehe queste assu- mano, a'energie inferiovi anche di poehi volt, valori assai pifl grandi di quel]i misurati a 30 V. Lo stesso andamento fortement,e .ereseente si osserva pure per le sezioni efficaci v~ eorrispondenti ad aperture mag, giori, le quali richiedono deviazioni maggiori delle particelle. Tutto cib i,mplica ehe al deereseere della velocit~ eresca Tmolto rapi- damente la probabi.lit~, della eessione di una frazione importante deH'energia primaria; e potrebbe effettivamente tr~dursi nel fatto

    (') ~ Ann. d. Phys . ~, 27, 543, 1936; 29, 33, 1937.

  • 120 h. RDSTAGNI

    ehe gli ioni secondari della neutralizzazione di ioni lenti siano, in media, pifi veleci dei secondarl di i oni velo.ci.

    L'au,mento che sarebbe richiesto nelie a~ al di sotto dell 'ult imo punto di mis~ra, a 28 V, per giustificare come apparente la dimi- nuzione d i aN osse.rvata, per ,q~uanto si pub grossolamente cal.colare, si eoncilia con un ragionevole prolungamento delle curve sperimen- tall : esso itmp!ica tuttavia chela ~a presenti a sua volta aln :massimo a velocitA finita, per discendere, come si .4eve presmnere, ad un va- lore prossimo alla sezione d 'urto cinetica per le velocit~ termiche. Nuove misure sono ora in eo:rso per tentare 'di risolvere sperimen- tal!mente la questione.

Recommended

View more >