ТЛЕЮЩИЙ РАЗРЯД

Распределение напряжённости поля в тлеющем разряде

Рис. 59 Распределение напряжённости поля в тлеющем разряде

Тлеющий разряд - один из видов стационарного самостоятельного электрического разряда в газах. Формируется, при низком давлении газа и относительно малом токе. При увеличении же силы тока в разрядном промежутке трансформируется в дуговой разряд.

Тлеющий разряд получил своё название из-за наличия на катоде тонкого слоя так называемого тлеющего свечения. Это свечение обусловлено большим падением потенциала в слое объёмного заряда вблизи катода (рис. 59). Вблизи анода также имеется тонкий слой объёмного заряда. Остальная часть межэлектродного промежутка занята квазинейтральной плазмой. 1 - катодный слой; 2 - катодное тёмное пространство; 3 - положительный столб; 4 - анодный слой.

Для демонстрации используется стеклянная трубка с электродами. Воздух из нее откачивают вакуумным насосом, (рис. 60). Опыт демонстрируют в темноте. При атмосферном

давлении газ в трубке не светится, так как приложенное к нему напряжение недостаточно для его электрического пробоя.

Через несколько секунд работы насоса, когда давление в трубке достаточно снизится, в ней вспыхивает свечение розово-фиолетового цвета. В этом состоянии газовый столб хорошо проводит электричество. С понижением давления положительный столб распадается на отдельные светящиеся слои - страты Тёмные промежутки между стратами - это участки, в которых свободные электроны плазмы разряда разгоняются межэлектродным электрическим полем. Длина этих промежутков равна средней длине свободного пробега электронов при данном давлении.

Причинами ионизации газа в тлеющем разряде является электронная эмиссия с катода под действием электрического поля, последующая ионизация молекул газа ударами свободных электронов, вырванными с катода и летящих по направлению к аноду, а также вторичная электронная эмиссия с катода вследствие бомбардировки катода положительными ионами газа.

Представленная на рис. 61 последовательность изображений тлеющего разряда в трубке соответствует изменению

давления в ней от 7 мбар (вверху) до 0,06 мбар (внизу) при напряжении между катодом (слева) и анодом (справа) 1 кВ.

Трубки с тлеющим разрядом применяют в качестве источников света - газоразрядных люминесцентных ламп, в которых разряд происходит в парах ртути. Газоразрядные трубки используют также в декоративных целях. Тогда им придают очертания букв или узнаваемых силуэтов и наполняют газом с красивым цветом свечения (неоном, дающим оранжево-красное свечение, или аргоном с синевато-зелёным свечением). Важное применение тлеющий разряд получил в квантовых источниках света - газовых лазерах.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >