Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Сивухин Д.В. -> "Общий курс физики Том 3. Электричество" -> 216

Общий курс физики Том 3. Электричество - Сивухин Д.В.

Сивухин Д.В. Общий курс физики Том 3. Электричество — М.: Наука , 1996. — 704 c.
Скачать (прямая ссылка): obshiykursfizikit31996.pdf
Предыдущая << 1 .. 210 211 212 213 214 215 < 216 > 217 218 219 220 221 222 .. 280 >> Следующая

Простым дифференцированием по легко убедиться, что при заданном значении Е выражение (116.1) достигает максимума при яр = EIB. Максимальное значение а при этом оказывается равным
(116.3)
где е — основание натуральных логарифмов. Таким образом, максимальное значение а при заданной напряженности электрического поля Е пропорционально этой напряженности. Опыт подтверждает и эту зависимость.
Разумеется, все выведенные соотношения справедливы и для положительных ионов.
2. Обратимся теперь к условию зажигания разряда (115.15). Для простоты предположим, что вторичная эмиссия электронов с катода роли не играет (у = 0). Тогда (115.15) переходит в
ре(а-Р)1 _ а — 0,
Подставим сюда
§ 117]
ТЛЕЮЩИЙ РАЗРЯД
523
где V — напряжение на трубке. Тогда после сокращения на & мы придем к уравнению вида
где F — некоторая функция аргумента У1(№). Решая это уравнение, найдем «потенциал зажигания» 1/заж = Узаж (№). Отсюда следует, что разность потенциалов между электродами трубки, при которой начинается пробой газа, есть функция произведения давления газа 3і на расстояние между электродами. Если в нескольких разрядных трубках с плоскими электродами создать условия, при которых произведения еТ5/ постоянны, то для всех трубок потребуется одна и та же разность потенциалов, чтобы вызвать газовый разряд. Этот закон был установлен экспериментально Паше-ном (1865—1947) еще до создания Таунсендом теории пробоя газа.
Закон Пашена можно вывести и из более общего условия пробоя
(115.15), если только у, наряду с а/3і и р/<9\ также является функцией Е/аР. Такое предположение весьма правдоподобно, так как оно означает, что у есть функция лишь кинетической энергии, приобретаемой в среднем положительным ионом на каждом свободном пробеге перед ударом о катод. При высоких давлениях газа (порядка сотен атмосфер) наблюдаются отступления от закона Пашена.
§ 117. Тлеющий разряд
1. Тлеющим разрядом обычно называют самостоятельный разряд, в котором катод испускает электроны вследствие бомбардировки его положительными ионами и фотонами, образующимися в газе. В отличие оттаунсендовского разряда, где плотности электрического тока невелики, а влияние пространственного заряда несущественно, в тлеющем разряде плотности тока значительно больше, а пространственные заряды, возникающие из-за большого различия в массах электронов и положительных ионов (см. § 112, пункт 3), делают электрическое поле в газе существенно неоднородным. Для тлеющего разряда характерна большая напряженность электрического поля и соответствующее ей большое падение потенциала вблизи катода (так называемое катодное падение).
2. Возьмем стеклянную трубку длиной 30—50 см, в которую впаяны два электрода (рис. 283). Приложим между ними постоянное напряжение в несколько сот вольт. При атмосферном давлении такое напряжение недостаточно для пробоя газа, и трубка остается темной. Будем откачивать газ из трубки. При давлении»50 мм рт. ст. возникает самостоятельный разряд в виде светящегося шнура красноватого цвета, идущего от катода к аноду. При давлении «2—3 мм рт. ст. свечение заполняет всю трубку. При давлении
S.24
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ТОКИ В ГАЗАХ
[ГЛ. IX
газа порядка 0,1 —0,01 мм рт. ст. разряд имеет вид, изображенный на схематическом рис. 283. На том же рисунке представлено примерное распределение потенциала V в трубке.
Непосредственно к катоду примыкает узкое так называемое астоносо темное пространство (па рис. 283 обозначенное цифрой /), где электроны, исходящие из катода, еще не успели приобрести скорости, достаточной для возбуждения атомов и молекул газа. Оно впервые наблюдалось Астоном (1877—1945) в гелии, неоне
/{ А
( ? - . „ - ІГ
\ гг • - к
/ г
Рис. 283.
к водороде, почему и получило его имя. Ширина астонова темного пространства (порядка десятых долей мм) обратно пропорциональна давлению газа и уменьшается с увеличением плотности тока,
Затем идет тонкая светящаяся пленка/ называемая катодным слоем (2), где происходит возбуждение атомов и молекул ударами электронов, но еще пет ионизации. Возвращаясь в нормальное состояние, возбужденные атомы излучают световые кванты, чем и объясняется свечение.
За катодным слоем следует темное катодное пространство, называемое также темным круксовым или темным гитторфовым пространством (3). На самом деле оно не совсем темное, но кажется таковым лишь на фоне примыкающих к нему более светлых областей разряда. В этой части пространства начинается ионизация атомов и молекул и нарастание электронных лавин. Из-за возможности ионизации уменьшается вероятность возбуждения атомов, с чем и связано ослабление свечения газа. Область темного катодного пространства наиболее важна для поддержания раз-
§ П7]
ТЛЕЮЩПП РАЗРЯД
525
ряда, так как созданные здесь положительные ионы обеспечивают необходимую эмиссию электронов с катода.
Темное катодное пространство резко переходит в отрицательнее тлеющее свечение, нногда называемое просто тлеющим свечением (4). Это свечение резко ограничено только со стороны катода. Свечение возникает из-за рекомбинации электронов с положительными ионами, а также вследствие квантовых переходов возбужденных атомов на более низкие энергетические уровни.
Предыдущая << 1 .. 210 211 212 213 214 215 < 216 > 217 218 219 220 221 222 .. 280 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed