Ramsauer-Townsend účinek , také volal Ramsauer efekt nebo efekt Townsend , je fyzikální jev, který způsobuje difúzi z elektronů s nízkou energií ze strany atomy jednoho vzácného plynu . Je pojmenován na počest Carla Ramsauera (1879-1955) a Johna Townsenda (1868-1957), kteří na počátku 20. let 20. století nezávisle studovali srážky mezi atomy a elektrony s nízkou energií pomocí kvantové mechaniky .
Když se elektron pohybuje v plynu, dochází k interakci s atomy, což způsobuje jeho difúzi. Kolize jsou kvalifikovány jako nepružné, pokud způsobují buzení nebo ionizaci atomu, a pružné, pokud tomu tak není.
Pravděpodobnost difuse v takovém systému, je funkcí počtu elektronů rozptýlených na jednotku elektronického proudu na jednotku délky dráhy, na jednotku tlaku při 0 ° C , na jednotku úhlu . Počet kolizí se rovná celkovému počtu rozptýlených elektronů (elasticky nebo ne) pro všechny úhly; pravděpodobnost kolize je celkový počet srážek na jednotku elektronového proudu na jednotku délky dráhy, podle tlakového celku na 0 ° C .
Jelikož atomy vzácných plynů mají vysokou první ionizační energii a elektrony nesou relativně nízkou kinetickou energii, je velmi nepravděpodobné, že by způsobily ionizaci nebo excitaci atomu; pravděpodobnost elastického rozptylu ve směru všech úhlů se přibližně rovná pravděpodobnosti srážky.
Pokud se někdo pokusí předpovědět pravděpodobnost srážky pomocí modelu, který se spoléhá na newtonovskou mechaniku , modelováním atomů a elektronů jako tvrdých koulí, zjistí, že pravděpodobnost srážky stabilně klesá. Monotónní, když se zvyšuje energie elektronu. Ramsauer a Townsend však poznamenali, že pro pomalu se pohybující elektrony v argonu , kryptonu nebo xenonu pravděpodobnost srážky mezi elektrony a plynnými atomy dosahuje minimální hodnoty pro elektrony s určitou kinetickou energií . Rozdíl mezi newtonovským modelem a experimentem se nazývá „Ramsauer-Townsendův efekt“.
Až do zavedení kvantové mechaniky neexistovalo uspokojivé vysvětlení. Tento efekt je vysvětlen vlnovými vlastnostmi elektronů . Relativně jednoduchý model srážky pomocí mechaniky kvantových vln uspokojivě předpovídá minimální hodnotu. David Bohm vymyslel teorii, která modeluje atom jako studnu konečného čtvercového potenciálu .
Predikce množství kinetické energie, která bude generovat minimální hodnotu, je poměrně obtížná, protože je nutné studovat částice pomocí vlnového modelu. Tento problém byl rozsáhle studován, experimentálně i teoreticky, takže je velmi dobře pochopen (např. Viz Johnson a Guet 1994 ).