Re: Cosmologia:RICOMBINAZIONE

From: Elio Fabri <mc8827_at_mclink.it>
Date: Fri, 11 Apr 2003 19:58:28 +0200

Julie ha scritto:
> Perche' la ricombinazione avviene a T=0.3 eV?
> Mi aspetto che avvenga a T circa 13.6 eV perche' a T>13.6eV gli e- in
> grado di ionizzare gli atomi sono molti di meno.
Ovviamente volevi dire T<13.6eV.

> Che cos'e' e come va in funzione della temperatura la frazione di
> ionizzazione?
La risposta l'hai gia' avuta (legge di Saha). Cerco solo di darti
un'idea del perche' si possa avere una ionizzaione significativa a
temperatura decisamente minore di 13.6eV.

Il fenomeno e' molto simile a un'evaporazione.
Anche in quel caso, si sa che l'evaporazione e' possibile anche a
temperatura molto minore dell'energia di legame delle molecole nel
liquido (quella che puoi calcolare all'ingrosso dal calore di
evaporazione). Per es. per l'acqua si ha 4x10^4 J/mol, che corrisponde a
0.4 eV, ossia T = 5000 K. Ma l'acqua evapora anche a temperatura
ambiente!
La questione sta nel volume a disposizione della singola molecola nella
fase liquido e nella fase vapore: il secondo e' maggiore, per molti
ordini di grandezza, perche' nel liquido la molecola e' sostanzialmente
legata, mentre nel vapore ha a disposizione tutto il volume.

Con la ionizzazione succede la stessa cosa: quando e' legato in un
atomo, l'elettrone ha a disposizione il volume dell'atomo; quando
l'atomo si ionizza, l'elettrone puo' occupare tutto il volume
disponibile.
E' per questo che nell'equilibrio di ionizzazione entra in modo decisivo
la densita' delle particelle.
Nota che il volume entra in gioco perche' conta nel calcolo
dell'estensione di spazio delle fasi accessibile.

La cosa si potrebbe anche vedere come equilibrio chimico in una reazione
in cui cambia il numero di particelle: da una particella (atomo) se ne
producono due (ione+elettrone).
scrivi la legge di azione di massa ... e ritrovi l'equazione di Saha.
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Elio Fabri
Dip. di Fisica "E. Fermi"
Universita' di Pisa
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Received on Fri Apr 11 2003 - 19:58:28 CEST