Справочник по физике для поступающих в ВУЗы - Гаевой А.И.
Скачать (прямая ссылка):
Пока давление воздуха в трубке равно атмосферному, тока в трубке нет, так как приложенное напряжение является недостаточным для пробоя газа. Ho при уменьшении давления ток появляется, о чем можно судить по свечению воздуха.
При разрежении порядка 100 мм рт. ст. между электродами появляется разряд в виде светящегося шнура. По мере дальнейшего откачивания воздуха светящийся шнур утолщается н заполняет все Поперечное сечение трубки.
При давлениях порядка 0,1—0,01 мм рт. ст. разряд имеет вид, изображенной йа рис. 71. Непосредственно к катоду прилегает тонкий светящийся слой 1 — первое катодное свечение, «ли катодная пленка; за ним идет темный слой 2 — катодное темное пространство. ' Оно переходит в светящийся слой 3—тлеющее свечение, которое ( имеет резкую границу со стороны катода и постепенно исчезает со Стороны анода. За тлеющим свечением снова наблюдается темный промежуток 4 — второе, или фарадеево, Темное пространство. Пере-
200
- J
Vi
H H HiHii
численные области 1—4 называют катодными частями разряда. За вторым темным пространством лежит светящаяся область 5, простирающаяся до. анода,— положительный светящийся столб. ¦ - -
В настоящее время тлеющий разряд широко используется в качестве источника свйта в различных , газосветных трубка*. ,Влампах дневного света разряд происходит в парах ртути. Излучение ртутного пара поглощается слоем специальных веществ (люминофоров), нанесенных, на внутреннюю поверхность трубки. Под действием поглощенного излучения люминофоры начинают светиться, и при определенном подборе вещества испускаемое излучение можно сделать близким к дневному свету.
Газосветные трубки применяются также для рекламных и декоративных целей.
Катодные, лучи и их свойства. При тлеющем. разряде с катода вылетает большое число электронов. В катодном темном пространстве они почти не испытывают соударений (этим и объясняется отсутствие свечения). Следовательно, в катодном темном пространстве свободно движется поток электронов.
Испускаемые катодом газоразрядной трубки электронные потоки в вакууме, впервые открытые Круксом в конце прошлого века, получили название катодных лучей. Еслн давление газа в трубке относительно «елико (выше 0,1 мм рт. ст.), то катодное темное пространство очень узко и катодные лучи существуют только в этой малой части трубки. При уменьшении давлення электроны проходят уже больший путь без соударений с атомами и катодное темное пространство расширяется. При давлениях 0,01—0,001 мм рт. ст. оно заполняет почти всю трубку и катодные лучн достигают стенок трубки. Удары электронов катодных лучей вызывают свечение стеиок.
Перечислим.основные свойства катодных лучей.
а) Электроны в катодных лучах распространяются по прямым
линиям, направленным перпендикулярно поверхности катода. Направление их распространения практически не зависит от положения анааіі - .
б) Ho* действием катодных лучей светятся многие вещества, причем характерным, специфическим светом (например, сернистый цинк в электронном луче дает светло-зеленое свечение). Свечение под действием быстрых электронов — так называемую катодолюминесценцию — используют для изготовления люминесцирующих экранов. С помощью можно обнаружить место, на которое падает электронный пуадк.
в) Катодные луча, отклоняются от своего первоначального направления движения иод действием электрического и магнитного поля.
* г) Встречая на, своем пути какое-либо препятствие, катодные лучи тормозятся. Дрн этом онн передают препятствию запас своей кинетической энергии, вследствие чего мишень разогревается
д) Катодные лучи действуют ка фотографическую пластинку
е) Катодные лучи обладают ионизирующей способностью.
(Дуговой газовый разряд. Профессор физики Петербургской медико-хирургической академии В. В. Петров открыл в 1802 г. электрическую дугу* раздвигая два кусочка древесного угля, предварительно приведенные в соприкосновение и присоединенные к мощной батарее гальванических элементов. Он обнаружил, что между концами углей возникает ярко светящийся столб газа, а сами углн раскаляются до ослепительного свечения.
В настоящее время дуговой газовый разряд при атмосферном давлении чаще всего получают между специальными угольными электродами, изготовленными напрессованного порошкообразного графита. Наиболее горячим местом дуги является углубление, образующееся на положительном угле,—так называемый кратер дуги. Еготемпера-тура при атмосферном давлении равна 4000° С, а при давлении 20 атм превышает 7000° С, т. е. выше Температуры поверхности Солнца
Хорошая электропроводность дуги поддерживается эа счет высокой температуры катода.
Существуют различные внды практического применении электрической дуги.
а) Электрическая дуга используется в качестве весьма яркого источника света в проекционных и прожекторных установках.
б) В условиях дугового разряда получается высокая температура. Эго свойство обусловило создание специальных дуговых электрических печей.
в) В ,1876 г. русский изобретатель П. Н. Яблочков использовал электрическую Дугу для освещения, сконструировав «электрическую свечу», получившую название «русский свет». Сама Яблочкова состояла из двух угольных стержней, расположенных параллельно н разделенных слоем фарфоровой глины. Верхние концы углей соединялись тонкой угольной или металлической полоской. При замыкании цепи полоска сгорала н на вершине углей возникала светящаяся электрическая дуга. Вследствие высокой температуры изоляционный слой испарялся и угли постепенно в равномерно сгорели (равномерность сгорания обусловлена тем, что свеча включалась в иепь переменного' тока}.
