Средняя длина свободного пробега электронов обратно пропор­циональна давлению газа,

Приве­денные в нижней части рисунка 3.3 диаграммы представляют собой графики различных параметров разряда по его  длине.   Перенос   заряда   в   разрядном   промежутке осуществляется электронами и   положительными   ионами,  движущимися  вдоль  электрического  поля.  Однако для обеспечения проводимости газа  должен  существо­вать  источник  энергии,  непрерывно  питающий   разряд ионами и электронами. Проследим за одним из электро­нов, эмиттированным с катода, и определим его актив­ность по мере движения в разрядном промежутке. Этот электрон    ускоряется    сильным    электрическим    полем в прикатодной области, однако первоначально он слабо ионизирует или вовсе не ионизирует молекулы газа, по­скольку   энергия   электрона   ненамного   превышает   по­тенциал ионизации газа. По мере удаления от катода электрон   приобретает,   наконец,  энергию,   которая   по­зволяет ему при соударении с молекулой газа ионизиро­вать ее, вызывая, таким образом, умножение электронов. Стационарное состояние устанавливается в том случае, когда каждый эмиттированный катодом электрон произ­водит достаточную ионизацию, чтобы освободить с като­да  еще один электрон.  Основная  часть ионизационных актов, необходимых для поддержания тлеющего разря­да, происходит в круксовом темном пространстве. Если переместить анод по направлению к катоду в область круксова темного пространства, то разряд    погаснет, поскольку число ионизационных актов недостаточно для поддержания тлеющего разряда.

      Различные светящиеся и темные участки разрядного промежутка возникают следующим образом. Обычно электрон покидает катод, обладая очень малой началь­ной скоростью; энергия его составляет около 1 эВ. Такой электрон неспособен возбуждать молекулы газа до тех пор, пока его энергия не достигнет потенциала возбужде­ния газовых молекул, поэтому  прилежащий к катоду участок не светится (астоново темное пространство). Следующий за ним по пути   электрона   участок — слой катодного свечения: к этому моменту электрон успевает разогнаться до энергий,  соответствующих  ионизацион­ному потенциалу, что и вызывает свечение; это ближай­ший к катоду светящийся участок. За слоем катодного свечения начинается  «круксово темное пространство». Здесь электроны обладают энергиями, значительно пре­вышающими максимальный потенциал возбуждения, поэтому видимого света излучается мало. Следующий участок — область «отрицательного свечения». Здесь рез­ко возрастает число медленных вторичных электронов, образовавшихся в результате ионизационных столкно­вений; энергия таких электронов недостаточна для иони­зации молекул, но достаточна для их возбуждения, что и является причиной образования области отрицатель­ного свечения.

            Средняя длина свободного пробега электронов обратно пропор­циональна давлению газа, следовательно, расстояние, необходимое электрону для того, чтобы создать адекватную для поддержания тлеющего разряда ионизацию, обратно пропорционально давлению газа. (На самом деле это расстояние обратно пропорционально плот­ности газа, поэтому приведенное выше утверждение справедливо лишь при условии постоянства температуры.) Таким образом, толщина круксова темного пространства тем больше, чем меньше дав­ление газа. При достаточно низких давлениях круксово темное про­странство достигает анода и разряд гаснет. Для нормального тлеющего разряда произведение толщины

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector