Тлеющий разряд

При давлении ниже атмосферного (1330 Па и ниже) между плоскими электродами возникает тлеющий разряд.

Тлеющим обычно называют разряд, в котором катод испускает электроны вследствие бомбардировки его частицами и световыми квантами, образующимися в газе. Поле у катода определяется в основном положительным объемным зарядом. Тепловые явления либо вообще отсутствуют, либо не являются необходимым условием существования разряда. В тлеющем разряде возникает ряд чередующихся светлых и темных областей, которые показаны на рис. 172. На рисунке приведено также распределение по разрядному промежутку напряженности поля и разности потенциалов. Резкое падение разности потенциалов происходит вблизи катода.

Рассмотрим процесс возникновения тлеющего разряда подробнее. Электрон начинает свой путь с катода, обладая малой начальной энергией (примерно 1 эВ), и не может вызвать возбуждения, пока его энергия не достигнет 5÷10 эВ — наинизшего потенциала возбуждения. В этом промежутке пути движения электронов возникает Астоново темное пространство 1. Катодный светящийся слой 5 соответствует максимуму функции возбуждения, т.е. налетающий электрон определенной энергии вызывает наиболее эффективный переход атомной

системы в заданное энергетическое состояние. На более далеких расстояниях от катода большинство электронов имеют энергию больше максимума функции возбуждения и не вызывают свечения, что соответствует области 2 на рис. 172.

Астоново темное пространство и катодное свечение не всегда хорошо видны. Темное катодное пространство определяется резкой границей от отрицательного свечения. Пройдя катодное темное пространство, электроны обладают энергией, соответствующей максимуму вероятности ионизации, что составляет (3 - 4) Θ_i, где Θ_i - энергия ионизации. Потеряв энергию Θ_i и образовав дополнительный электрон, первичный электрон эффективно возбуждает окружающий газ и вызывает так называемое отрицательное свечение 6. Затем и первичный, и вторичный электроны вновь приобретают энергию от электромагни- тной волны. На этом пути реализуется Фарадеево темное пространство 3. В области положительного столба 7 концентрации электронов и ионов одинаковы. Рекомбинационные процессы из положительного столба уносят энергию рекомбинационным излучением. Электроны и ионы восполняют эти потери от электромагнитной волны, совершая колебания под действием нормальной составляющей напряженности поля.

У анода вследствие автоионизации возникают свободные электроны и положительные ионы. Электроны тангенциальной составляющей напряженности электрического поля волны возвращаются на анод, производя при этом возбуждение частиц окружающего газа. Непосредственно у поверхности анода возникает свечение – анодное свечение 8. Ионы тангенциальным полем волны ускоряются и движутся к катоду. Электромагнитное излучение возбужденных ионов и нейтральных частиц у поверхности анода усиливает нормальную составляющую электромагнитной волны, которая вызывает дополнительную ионизацию окружающего газа на некотором удалении от анода, образуя анодное темное пространство 4.

Изменение расстояния между электродами влияет только на длину положительного столба.

Большая неравновесность, обусловленная отрывом атомной температуры от электронной, а также наличие в самой электронной подсистеме двух сортов частиц с разными температурами используются в непрерывных квантовых генераторах.

Полеты реактивных летательных аппаратов в атмосфере Земли сопровождаются возникновением на них электрических зарядов. При этом наводятся большие потенциалы относительно окружающей среды (0,5 ÷ 2·10⁶ В) *. На высотах полета выше 10 км между факелом реактивного двигателя и корпусом летательного аппарата возможно образование тлеющего разряда. В этом случае факел у кромки выходного сопла двигателя окаймлен голубовато-фиолетовым ореолом.

Поиск по сайту: