負氧離子的產生機理

今天接著給大家講第四節：負氧離子的產生機理

空氣中負離子的濃度與空氣分子處於電離和激發的狀態有很大的關係。所謂電離，就是大氣中形成帶正電荷或負電荷粒子的過程；所謂激發，就是原子從外界吸取一定的能量，使原子的價電子躍遷到較高能級去的過程，電子獲得外界一定動能與空氣原子碰撞，是造成空氣原子激發和電離的重要條件。在正常狀態下，氣體的原子處於最低能級，這時電子在離核最近的軌道上運動，原子處於最穩定狀態，呈中性。當空氣受宇宙射線、紫外線、放射性射線、強電場或光的照射時，空氣分子能夠從這些外來的因素中吸取一定的能量而激發電離。

電子對原子的碰撞分為兩種，一種是完全彈性碰撞，即粒子部分地交換能量而它們的動能總和保持不變。這時，空氣原子內部的狀態也是不變的。在這種狀態下，空氣中的氧分子O2就不會變為負氧離子。另一種是非彈性碰撞，非彈性碰撞又分為兩種情況，一種非彈性碰撞是原子吸收電子的能量，只引起原子的激發，碰撞電子附在中性原子的外層，如果這個中性原子是氧原子，它就會變成我們所需要的空氣負氧離子。另一種非彈性碰撞是原子吸收碰撞電子的能量而電離，除了原始碰撞電子，還有正離子及電離電子，這時電子不會附在原子上，形不成負離子。顯然，只有激發原子，才能使電子附在原子上產生負離子。

空氣中負氧離子自然產生可以通過以下途徑：

（1）放射性物質的作用 地球的巖石圈表面存在各种放射性物質，這些放射性物質會通過能量大的或穿透力強的射線使空氣離子化；

（2）宇宙射線的照射作用 宇宙射線的照射可使空氣離子化，但它的作用在距地球表面幾公裡處比較明顯；

（3）紫外線輻射及光電效應 短波紫外線能直接使空氣離子化，臭氧的形成就是在小於200nm的紫外線輻射下氧分離的結果，但如遇光電敏感物質（包括金屬、水、冰、植物等），即使不是短波紫外線，也可以通過光電效應如雷電等使這些物質放出電子，與空氣中的氣體分子結合形成負離子:

（4）水、空氣能量電離作用 由於空氣氣壓或水壓形成的勢能和動能，作用於空氣或水中的水分子，使其發生破裂並裂解成正負離子，通常形成在瀑布、噴泉、海濱或者風沙等環境；

（5）材料自身靜電場作用 由於物質結構的特殊性導致其天生帶有靜電，產生靜電場，當其與空氣中水分子接觸時，電離其中的水分子而形成負離子。