Physel.ru

Физика, механика и т.п.

  • Full Screen
  • Wide Screen
  • Narrow Screen
  • Increase font size
  • Default font size
  • Decrease font size

§ 101. Что происходит при тлеющем разряде?

E-mail Печать PDF
При тлеющем разряде газ хорошо проводит электричество, значит, в газе все время поддерживается сильная ионизация. При этом в отличие от дугового разряда катод все время остается холодным. Почему же в этом случае происходит обильное образование ионов?

Падение потенциала или напряжение на единице длины (т. е. DU/Dl) газового столба в тлеющем разряде различно в разных частях разряда. Если впаять по длине трубки ряд платиновых проволочек, то, присоединяя электрометр к различным проволочкам (рис. 163), можно измерять напряжение U между различными точками разряда, в частности между любой точкой столба и катодом. Откладывая на графике по оси ординат это напряжение, а по оси абсцисс расстояние l рассматриваемой точки от катода, мы получим кривую, изображенную на рис. 163 вверху. Мы видим, что почти все падение потенциала приходится на темное пространство. Разность потенциалов, существующую между катодом и ближайшей к нему границей темного пространства, называют

Рис. 163. Распределение потенциала в тлеющем разряде: U — напряжение между данной точкой разряда и катодом, l — расстояние от катода вдоль трубки
катодным падением потенциала. Оно измеряется сотнями, а в некоторых случаях и тысячами вольт. Опыт показывает, что наличие катодного падения является самым важным признаком тлеющего разряда; без катодного падения тлеющий разряд не может существовать.

Значение Катодного падения заключается в том, что положительные ионы, пробегая эту большую разность потенциалов, приобретают большую скорость. Так как катодное падение сосредоточено в тонком слое газа, то здесь почти не происходит соударений ионов с атомами газа, и поэтому, проходя через область катодного падения, ионы приобретают очень большую кинетическую энергию. Вследствие этого при соударении с катодом они выбивают из него некоторое число электронов, которые начинают двигаться к аноду. Проходя через темное пространство, электроны в свою очередь ускоряются катодным падением потенциала и при соударениях с атомами газа в более удаленной части разряда (в положительном столбе) производят ионизацию ударом. Возникающие при этом положительные ионы опять ускоряются катодным падением и выбивают из катода новые электроны и т. д. Таким образом, происходит образование все новых и новых ионов, и разряд продолжается до тех пор, пока на электродах поддерживается необходимое напряжение. Мы видим, что причинами ионизации газа в тлеющем разряде являются ударная ионизация и выбивание электронов из катода положительными ионами.

Из сказанного следует, что чем прочнее связаны электроны в металле катода, тем большую энергию должны приобрести положительные ионы для их выбивания, а значит, и тем большее катодное падение [должно быть в разряде. Поэтому катодное падение потенциала зависит от материала катода. Опыт показывает, что оно зависит еще и от рода газа. Подбирая соответствующим образом материал катода и газ в разрядной трубке, можно сделать катодное падение очень малым. На рис. 164 показана неоновая лампа тлеющего разряда. Электродами служат листочки железа 1 и 2, покрытые слоем бария, из которого электроны выбиваются особенно легко. В этом случае катодное падение равно всего

68 В, и поэтому лампа зажигается уже при включении в городскую осветительную сеть. Если ток сети переменный, то роль катода выполняют попеременно листочки 1 и 2.

Добавить комментарий

Защитный код
Обновить

You are here: