¿Dónde sabré sobre la ecuación de Saha correctamente?

La ecuación de ionización de Saha , también conocida como la ecuación de Saha-Langmuir , es una expresión que relaciona el estado de ionización de un elemento con la temperatura y la presión. La ecuación se usa para explicar la clasificación espectral de las estrellas. La expresión fue desarrollada por el astrofísico indio Meghnad Saha y más tarde por Irvin Langmuir.

Para un gas a una temperatura suficientemente alta, las colisiones térmicas de los átomos ionizarán algunos de los átomos. Uno o más de los electrones que normalmente están unidos al átomo en órbitas alrededor del núcleo atómico serán expulsados ​​del átomo y formarán un gas electrónico que coexiste con el gas de iones atómicos y átomos neutros. Este estado de la materia se llama plasma. La ecuación de Saha describe el grado de ionización de este plasma en función de la temperatura, la densidad y las energías de ionización de los átomos. La ecuación de Saha solo se aplica a los plasmas débilmente ionizados para los cuales la longitud de Debye es grande. Esto significa que la “detección” de la carga coulomb de iones y electrones por otros iones y electrones es insignificante.
Para un gas compuesto de una sola especie atómica, la ecuación de Saha se escribe:
dónde:

  • es la densidad de los átomos en el i -ésimo estado de ionización, es decir, con i electrones eliminados.
  • es la degeneración de estados para los iones i
  • es la energía requerida para eliminar los electrones i de un átomo neutro, creando un ion de nivel i .
  • es la densidad electrónica
  • es la longitud de onda térmica de Broglie de un electrón

  • es la masa de un electrón
  • es la temperatura del gas
  • es la constante de Boltzmann
  • es la constante de Planck

La expresion es la energía requerida para eliminar el electrón. En el caso de que solo un nivel de ionización sea importante, tenemos y definiendo la densidad total n como , la ecuación de Saha se simplifica a:
dónde Es la energía de ionización.