1. Пробой газа происходит при постоянном для каждого газа отношении напряженности поля к давлению газа:

–закон Пашена

2. Условие перехода несамостоятельного разряда в самостоятельный:

γ(e^αd– 1) = 1 –теория Таусенда,

где α – коэффициент объемной ионизации;

γ – коэффициент поверхностной ионизации;

d– расстояние между электродами.

V.Виды самостоятельных газовых разрядов.Катодные и каналовыелучи.Понятие о призме.

1. Тлеющий разряд.

Эта форма газового разряда наблюдается в газах при низких давлениях 0,1 ммHg(может быть получен при любых давлениях)

1. – Первое темное пространство (пространство Крукса). Длина его примерно равна (длине светового пробега электронов). Свечение газа нет, т.к. энергия электронов мала для возбуждения молекул.

2. – Отрицательное свечение (тлеющее), имеет резкую границу со стороны К и постепенно исчезает со стороны А. Свечение газа.

3. – Второе темное пространство (Фарадеево), несколько шире (1).

В нем вторичные электроны и электроны ионизации разгоняются в электрическом поле.

4. – Положительное свечение. Здесь происходит ионизация ударом. Здесь газ сильно ионизирован и обладает большой проводимостью. Мало падение потенциала.

Описание тлеющего разряда:

Положительные ионы, образующиеся в трубке в областях свечения газа, двигаясь к катоду в области (1) под действием сильного электрического поля, приобретают большую Е_к. Они бомбардируют К и выбивают электроны (вторичная эмиссия). Вторичные электроны разгоняются в (1) и, сталкиваясь в (2) с нейтральными молекулами газа, ионизируют газ. Здесь образуются ионы⁺, необходимые для поддержания разряда. Если расстояние между электронамирасстоянию области (1), то разряд гаснет, т.к. источников ионов⁺.

Применение: 1) неоновые лампы (газосветные);

2) катодное распыление металлов.

2. Разряды при нормальных давлениях:

а) коронный происходит в неоднородном электрическом поле (около тел с малыми радиусами кривизны – острие, провода). При разряде ионизация газа и его свечение происходит вблизи заряженных тел. Корона бывает около отрицательного и положительного потенциала тел (положительные и отрицательные короны). В его образовании существенную роль играют электронные лавины. При коронном разряде – неполный пробой газового промежутка между электродами;

б) искровой. Молния. Для воздуха при нормальных условиях пробой начинается в однородном поле в 30 кВ/см;

в) кистевой – это коронный разряд на острие при повышенном напряжении,

г) дуговой происходит при большой плотности тока и при напряжении между электродами в нескольких десятков вольт.

Является результатом интенсивного испускания термоэлектронов раскаленным катодом. Здесь ударная ионизация.

t^o_к= 3000^оС

t^o_А= 4000^оС

t^o_{газа в канале} = 5 ÷ 6·10³⁰С

Дуговой разряд– это тот же искровой эффект, но непрерывный, который получается при уменьшении расстояния между электродами

3. Катодные и каналовые (анодные) лучи.

При очень больших разряжениях 0,001 мм рт. ст. свечение газа прекращается: прекращаются столкновения движущихся электронов и ионов с молекулами газа, при которых молекулы возбуждаются и светятся.

Но при этом наблюдается зеленоватое свечение стекла трубки против катода К.

Объясняется это так:

Разогнанные в поле до очень больших скоростей (порядка 10⁷см/с) положительные ионы приобретают большуюW_ки, ударяясь о катод, выбивают из него электроны, поток которых устремляется к аноду (А). Эти электроны при движении в поле к аноду разгоняются до еще больших скоростей, чем ионы (порядка 10¹⁰см/с), и потому траекториями их движения являются прямые линии – лучи, подобные лучам света.

Вследствие этого только те электроны, на пути которых находится анод, попадают на него, а остальные электроны летят дальше и ударяются о стеклянную стенку трубки, вызывая ее свечение, происходящее за счет люминесценции.

Поток электронов, выбиваемых ион⁺из катода при тлеющем разряде, называютсякатодные лучи (вообще, это любой поток электронов, летящих от К к А в электрическом поле).

Свойства катодных лучей:

1) Вызывают свечение тел (люминесценцию) при ударе о них.

2) Распространяются прямолинейно.

3) Обладают малой проникающей способностью.

4) Отклоняются в электрическом и магнитном полях.

5) Обладают химическим действием (засвечивание фотопленок).

6) Для получения ренгеновых лучей (при торможении электронов у поверхности твердых тел).

Опыты с катодными лучами:

1) Тень от звезды в катодных лучах.

2) Опыт с вращающейся мельницей.

3) Свечение минералов (люминесценция) под действием катодных лучей.

Положительные ионы, движущиеся от А к К, и возбуждающие катодные лучи, называются анодные или каналовые лучи.

Если в плоскости К сделать отверстие (канал), то ионы⁺пролетят в закатодное пространство, при этом будет наблюдаться слабосветящийся пучок.

Свойства анодных лучей:

1. Вызывают свечение тел

2. Отклоняются в электрическом токе

3. Вызывают тепловые и механические эффекты.