Проф. Атаев А.Е.(Москва, МЭИ), проф. Свешников В.К.(Саранск, МГПИ),проф. Мордюк В.С.,
асп.Иванов О.Ю., студ. Дермичев С.В.(Саранск, МГУ).
Составлена компьютерная программа для количественного исследования и одновременной визуализации
атомных столкновений в процессе испарения вещества в окружающую инертную среду с учетом основных положений
молекулярно-кинетической теории. Несмотря на достаточную давность исследований испарения вольфрама в инертную среду,
четкие количественные представления и оценки процессов в приповерхностном слое ограничены.
Модель представляет собой участок испаряющейся поверхности, над которой хаотически движутся атомы газа с заданной
концентрацией. Атомы вольфрама и газа окрашены в разные цвета.
С поверхности вольфрама вылетает атом, при каждом упругом соударении которого с атомом газа определяются нормальные
и тангенциальные составляющие их скоростей. Конечной целью является получение проекций скоростей атомов на оси Х, Y
после соударения. При разности масс и начальных скоростей атомов при каждом очередном соударении решается задача,
описанная выше, при этом за счет передачи импульсов скорость атома вольфрама постепенно изменяется. Моделирование
в действительности показывает, что при равных начальных скоростях атомов вольфрама и газа вероятность возврата
(конденсации) на нить ничтожно мала, поскольку при каждом очередном ударе за счет большей массы атом вольфрама будет
поочередно отталкивать каждый встречающийся атом газа, а не наоборот.
В газополных источниках света воздействуют различные физические факторы, в том числе обуславливающие различие начальных
скоростей испарившихся атомов вольфрама. Уменьшение скорости испарения вольфрама в инертную среду в обычных условиях
заставляет предполагать значительно меньшую скорость его атомов по сравнению с атомами газа. В другом случае наличие
сильных электрических полей над испаряющейся поверхностью, обуславливающих течение процесса полевого испарения в
некоторых газоразрядных лампах, приводит к существенно большей начальной скорости атомов вольфрама, что резко меняет
динамику атомных столкновений в приповерхностном слое.
Таким образом данная модель позволяет проводить количественные оценки параметров столкновения атомов вольфрама с
атомами газа при различии начальных скоростей, являясь одновременно демонстрационной.