ионизация в верхней атмосфере, обусловленная вторжением в неё метеорного вещества (См. Метеорное вещество). Активная М. и. происходит в основном при столкновениях испарившихся и распылённых метеорных атомов с молекулами воздуха. Среднее число свободных электронов, порождаемых одним метеорным атомом, пропорционально примерно 4-й степени его скорости и в интервале метеорных скоростей 11-73 км/сек изменяется от 0,001 до 1. Активная М. и. наиболее интенсивна на высотах 80-120 км, где в основном испаряются метеорные тела. Выше 120 км активная М. и. вызывается распылёнными метеорными атомами и отлетающими после столкновения с метеорным телом атмосферными молекулами. Др. источником ионов метеорного происхождения является ионизация постоянно присутствующих в верхней атмосфере метеорных атомов под действием солнечного излучения и в результате перезарядки ионов (См. Перезарядка ионов).

При масс-спектрометрических измерениях ионного состава верхней атмосферы, выполненных с помощью ракет, обнаружены метеорные ионы Mg⁺, Si⁺, Ca⁺, Fe⁺ и др. на высотах 80-180 км. Наибольшая концентрация метеорных ионов (10²-10⁴ в 1 см³) наблюдается на высотах 80-120 км, где она может быть сравнимой с концентрацией основных атмосферных ионов NO⁺ и O²⁺. Рекомбинация атомарных метеорных ионов протекает значительно медленнее, чем молекулярных атмосферных ионов, поэтому М. и. играет существенную роль в поддержании ночной ионизации области Е ионосферы (См. Ионосфера) и в образовании спорадических слоев E_s (в слоях E_s с высокой электронной концентрацией метеорные ионы могут быть доминирующими). М. и. обусловлена в основном спорадическими метеорными телами и во время действия ежегодных метеорных потоков увеличивается незначительно. М. и. сильно возрастает во время метеорных дождей; например, во время метеорного дождя Драконид 10 октября 1946 ионосферными станциями было отмечено образование слоя E_s.

После пролёта метеора остаётся ионизованный след длиной до нескольких десятков км с начальным диаметром до нескольких м. Ионизованный метеорный след быстро расширяется под действием диффузии. Электронная концентрация в следе уменьшается также вследствие рекомбинации и прилипания электронов к нейтральным атомам атмосферы. Ионизованные метеорные следы отражают радиоволны ультракоротковолнового и коротковолнового диапазонов, что используется в системах метеорной радиосвязи (См. Метеорная радиосвязь), а также для радиолокационных исследований метеоров и верхней атмосферы. См. также Метеоры.

Лит.: Истомин В. Г., Ионы внеземного происхождения в ионосфере Земли, "Искусственные спутники Земли", 1961, в. 11, с. 98; Кащеев Б. Л., Лебединец В. Н., Лагутин М. Ф., Метеорные явления в атмосфере Земли, М., 1967.

В. Н. Лебединец.

см. Поверхностная ионизация.

термическая Десорбция (испарение) положительных (положительная П. и.) или отрицательных (отрицательная П. и.) ионов с поверхностей твёрдых тел. Чтобы эмиссия ионов при П. и. была стационарной, скорость поступления на поверхность соответствующих ионам атомов, молекул или радикалов (См. Радикалы свободные) (за счёт диффузии (См. Диффузия) этих частиц из объёма тела или протекающей одновременно с П. и. адсорбции (См. Адсорбция)) должна равняться суммарной скорости десорбции ионов и нейтральных частиц. П. и. происходит и при собственном испарении твёрдых тел, например тугоплавких металлов.

Количественной характеристикой П. и. служит степень П. и. α= ν_i/ν₀, где ν_i и ν₀ - потоки одновременно десорбируемых одинаковых по химическому составу ионов и нейтральных частиц. ν_i = CN exp (-l_i/kT), a ν₀ = DNexp (-l₀/k T), здесь k - Больцмана постоянная, T - абсолютная температура поверхности, l_i и l₀ - теплоты десорбции в ионном и нейтральном состояниях, N - концентрация частиц данного сорта на поверхности, а коэффициенты С и D слабо (в сравнении с экспонентами) зависят от Т. Отсюда

α = .

Взаимодействие частиц с поверхностями отображают кривыми типа показанной на рис. 1. Переход с кривой для нейтральных частиц А на кривую для ионов А⁺ на расстоянии х → ∞ от поверхности соответствует ионизации (См. Ионизация) частицы с переводом освободившегося электрона в твёрдое тело. Требуемая для этого энергия равна e (V-φ); V - Ионизационный потенциал частицы, еφ - Работа выхода тела, е - заряд электрона. Выражение α через эти величины приводит к Ленгмюра - Саха уравнению (См. Ленгмюра - Саха уравнение), причём для положительной П. и. (l_i+ - l₀) = e (V -φ), а для отрицательной П. и. (l_i- - l₀) = е (φ-S), где eS - энергия сродства к электрону (См. Сродство к электрону) частицы. П. и. наиболее эффективна (α велико) для частиц с l_i < l₀ или φ > V и S > φ; α для них уменьшается с ростом Т. При обратных неравенствах П. и. усиливается с возрастанием Т (рис. 2). l_i и l₀ зависят от N - обычно l_i растет, а l₀ падает с увеличением N. Если при Т > Т₀ соблюдается условие эффективной П. и. (l_i < l₀ и ν_i >> ν₀), то при Т = Т₀ знак (l₀ - l_i) меняется, а α начинает скачкообразно падать до малых значений. Т₀ называется температурным порогом П. и.

Внешнее электрическое поле Е, ускоряющее ионы с поверхности, снижает величину l_i. При E < 10⁷ в/см это снижение Δl = е = 3,8․10^-4 эв (E должно быть выражено в в/см). Соответственно растет α. Если l_i < l₀ и ν_I > ν₀, Е при стационарной П. и. уменьшает N и T₀. Так, T₀ для атомов Cs на W с 1000 К при Е = 10⁴ в/см снижается до 300 °K при Е = 10⁷ в/см. Это даёт основание рассматривать явления десорбции и испарения ионов электрическим полем при низких Т как П. и. Современная экспериментальная техника позволяет наблюдать П. и. частиц с V ≤ 10 в и S ≥ 0.6 в. С помощью электрического поля эти пределы могут быть существенно расширены.

Приведённые выше закономерности П. и. справедливы (подтверждены опытом) для однородных поверхностей. Однако на практике чаще приходится иметь дело с неоднородными поверхностями. на которых l₀, l_i, φ и N неодинаковы на различных участках. В таких случаях указанные зависимости α от Т и Е сохраняются для некоторых усреднённых значений l₀, l_i и φ.

П. и. широко используется в ионных источниках (См. Ионный источник) различного назначения, в чувствительных детекторах частиц, для компенсации объёмного заряда электронов в термоэлектронных преобразователях (См. Термоэлектронный преобразователь), перспективна для создания плазменных двигателей (См. Плазменные двигатели), а также лежит в основе многих методов изучения физико-химических характеристик поверхностей твёрдых тел и взаимодействующих с ними частиц.

Лит.: Зандберг Э. Я., Ионов Н. И., Поверхностная ионизация, М,, 1969.

Н. И. Ионов.

Рис. 1. Потенциальные кривые взаимодействия систем поверхность твёрдого тела - нейтральная частица (А) и поверхность - положительный ион (А⁺); х - удаление от поверхности; U(x) - энергия связи частицы с поверхностью. Расстояние х_р соответствует равновесному состоянию частицы у поверхности, а глубины "потенциальных ям" l_i и l₀ равны теплотам десорбции иона и нейтральной частицы соответственно. Разность l_i-l₀ в данном случае равна разности энергии ионизации eV нейтральной частицы (V - её ионизационный потенциал, е - заряд электрона) и работы выхода поверхности eφ.

Рис. 2. Характерные зависимости степени поверхностной ионизации α в стационарных процессах от температуры T: 1 - для случая, когда теплота десорбции иона l_i, меньше теплоты десорбции нейтральной частицы l₀; 2 - в случае, когда l_i>l₀. T₀ - температурный порог поверхностной ионизации.

раздел астрономии, посвященный изучению структуры, происхождения и эволюции метеорного вещества (См. Метеорное вещество) в межпланетном пространстве. Исследование структуры и движения метеорного вещества ведётся путём оптических и радиолокационных наблюдений метеоров, наблюдений Зодиакального Света (См. Зодиакальный свет), регистрации ударов метеорных тел с помощью датчиков, установленных на искусственных спутниках Земли и космических зондах, изучения движения метеорных потоков методами небесной механики. В СССР работы по М. а. ведутся в Москве, Душанбе, Киеве, Одессе, Харькове, Казани; за рубежом в США (Гарвардская и Смитсоновская обсерватории), в ЧССР, Великобритании, Австралии.

раздел науки, изучающей Метеорное вещество во всех его состояниях и проявлениях, включая Метеориты и их падения на Землю. Впервые термин "М.", принятый теперь во всех странах, был предложен в 1889 русским учёным Ю. И. Симашко. Основное содержание М. состоит в изучении движений метеорных тел (См. Метеорное тело) в межпланетном пространстве и в атмосфере Земли, взаимодействия метеорных тел с атмосферой и обстановки падения метеоритов на грунт. М. включает в себя также изучение химического и минерального состава, структуры, физических свойств и закономерных связей как в составе, так и в структуре метеоритов. Изучение радиоактивности, изотопного состава отдельных элементов, следов воздействия космических частиц большой энергии, определение возраста метеоритов также составляет предмет изучения М. Совокупность указанных исследований направлена на решение основной проблемы М. - происхождения метеоритов. М. применяет наряду со своими специфическими методами методы, заимствованные из др. наук: из астрономии и физики, химии и минералогии, геофизики и геохимии, петрографии и геологии, металлургии и др.

М. зародилась в конце 18 в., когда Э. Хладна (См. Хладни), изучив метеорит Палласово Железо, найденный в Сибири в 1749, впервые доказал космическое происхождение этого метеорита и выдвинул гипотезу происхождения метеоритов, рассматривая их как обломки более крупных тел. К 70-м гг. 20 в. М. получила большое развитие. В ЧССР, США, ФРГ и Канаде созданы сети инструментальных наблюдений падений метеоритов (болидов) при помощи фотографических камер; такая сеть создаётся и на территории СССР. Разработаны разнообразные, весьма чувствительные методы изучения метеоритов, определены их возрасты, открыто несколько десятков новых минералов, получены важные данные о первичном веществе Солнечной системы, о закономерных связях, наблюдаемых в метеоритах, и т.д. Исследования в области М. в СССР возглавляет Комитет по метеоритам Академии наук СССР. Результаты таких исследований публикуются в сборниках "Метеоритика".

Лит.: Кринов Е. Л., Основы метеоритики, М., 1955; Мэйсон Б., Метеориты, пер. с англ., М., 1965.

Е. Л. Кринов.

образование положительных и отрицательных ионов и свободных электронов из электрически нейтральных атомов и молекул; процессы И. и рекомбинации ионов в нейтральные молекулы сбалансированы в организме так, чтобы поддерживать содержание ионов во внутренней среде и клетках на определенном постоянном уровне.