Erniedrigung der Ionisierungsenergie in einem Plasma

Die Ionisierungsenergie eines Atoms ist eine wohldefinierte Gre. Sie ist diejenige Energie, die aufgewandt werden mu, um ein isoliertes Atom aus dem Grundzustand in ein ruhendes Elektron und ein Ion im Grundzustand zu ber fhren. Befindet sich das Atom in einem ueren elektrischen Feld, so wird fr die gleiche Umwandlung eine geringere Energie bentigt. Dieses Phnomen lt sich als Erniedrigung der Ionisierungsenergie interpretieren. Zu seiner anschaulichen Erklrung betrachten wir den einfachsten Fall eines zeitlich kon stanten und rumlich homogenen elektrischen Feldes. Die Potentialverteilungen in der Umgebung des Atomkernes ohne und mit berlagerung dieses Feldes sind in den Abb. 1 a und 1 b schematisch dargestellt. Offenbar gengt unter der Einwirkung des elektrischen Feldes eine Energie geringer als die Ionisierungsenergie zur _. U ~ 0 durch Tunneleffekt sei hier unbercksich1 a) ground stare ------------ -----u=o ground state Abb. 1 Schematische Darstellung der Potential verteilung in der Umgebung eines Atomkerns mit, (1 b), und ohne, (1 a), berlagerung eines konstanten, homo genen elektrischen Feldes Bei Anwesenheit des Feldes wird die Ionisierungsenergie wegen der Erniedri gung des Potential walles auf der linken Seite verringert 9 In einem Plasma ist ein Atom der Einwirkung des elektrischen Mikrofeldes ausgesetzt. Wir erwarten deshalb auch im Plasma eine Erniedrigung der Ioni sierungsenergie. Die Situation ist jedoch hier wegen der rumlichen Struktur und des nichtstationren Charakters des Mikrofeldes kompliziert.