Sebuah pelepasan cahaya diamati dalam gas pada tekanan rendah dari urutan beberapa puluh milimeter air raksa dan kurang. Jika kita mempertimbangkan tabung dengan debit cahaya, kita dapat melihat bahwa bagian utama dari debit cahaya adalah: katoda Ruang Gelap, jauh dari dia negatif atau cahaya membara, yang secara bertahap masuk ke wilayah tersebut ruang gelap faraday. Ketiga wilayah ini membentuk bagian katoda dari pelepasan, diikuti oleh bagian bercahaya utama dari pelepasan, yang menentukan sifat optiknya dan disebut kolom positif.

Peran utama dalam menjaga pelepasan cahaya dimainkan oleh dua wilayah pertama dari bagian katodanya. Ciri khas dari jenis pelepasan ini adalah penurunan tajam potensial di dekat katoda, yang dikaitkan dengan konsentrasi ion positif yang tinggi pada batas daerah I dan II, karena kecepatan ion yang relatif rendah di dekat katoda. Di ruang gelap katoda, ada percepatan kuat elektron dan ion positif, menjatuhkan elektron dari katoda. Di wilayah pancaran cahaya, elektron menghasilkan ionisasi tumbukan kuat dari molekul gas dan kehilangan energinya. Di sini, ion positif terbentuk, yang diperlukan untuk mempertahankan pelepasan. Kuat medan listrik di wilayah ini rendah. Cahaya yang membara terutama disebabkan oleh rekombinasi ion dan elektron. Panjang ruang gelap katoda ditentukan oleh sifat-sifat gas dan bahan katoda.

Di daerah kolom positif, konsentrasi elektron dan ion kira-kira sama dan sangat tinggi, yang menyebabkan konduktivitas listrik yang tinggi dari kolom positif dan sedikit penurunan potensial di dalamnya. Cahaya kolom positif ditentukan oleh cahaya molekul gas yang tereksitasi. Di dekat anoda, perubahan potensial yang relatif tajam diamati lagi, yang terkait dengan proses pembentukan ion positif. Dalam beberapa kasus, kolom positif pecah menjadi area bercahaya terpisah - lapisan, dipisahkan oleh ruang gelap.

Kolom positif tidak memainkan peran penting dalam mempertahankan debit pijar; oleh karena itu, ketika jarak antara elektroda tabung berkurang, panjang kolom positif berkurang dan mungkin hilang sama sekali. Situasinya berbeda dengan panjang ruang gelap katoda, yang tidak berubah ketika elektroda saling mendekat. Jika elektroda begitu dekat sehingga jarak antara mereka menjadi kurang dari panjang ruang gelap katoda, maka pelepasan cahaya dalam gas akan berhenti. Eksperimen menunjukkan bahwa, hal lain dianggap sama, panjang d dari ruang gelap katoda berbanding terbalik dengan tekanan gas. Akibatnya, pada tekanan yang cukup rendah, elektron terlempar dari katoda oleh ion positif melewati gas hampir tanpa tumbukan dengan molekulnya, membentuk elektronik, atau sinar katoda.

Pelepasan cahaya digunakan dalam tabung gas-cahaya, lampu neon, stabilisator tegangan, untuk mendapatkan berkas elektron dan ion. Jika celah dibuat di katoda, maka berkas ion sempit melewatinya ke ruang di belakang katoda, sering disebut sinar saluran. fenomena yang banyak digunakan percikan katoda, yaitu penghancuran permukaan katoda di bawah aksi ion positif yang menabraknya. Fragmen ultramikroskopik dari bahan katoda terbang ke segala arah sepanjang garis lurus dan menutupi permukaan benda (terutama dielektrik) ditempatkan dalam tabung dengan lapisan tipis. Dengan cara ini, cermin dibuat untuk sejumlah perangkat, lapisan tipis logam diterapkan pada fotosel selenium.

Fenomena yang terjadi dalam tabung vakum selama pelepasan pijar telah dijelaskan di atas (§ 46). Istilah yang mendefinisikan zona utama pelepasan pijar juga dijelaskan di sana: lapisan katoda pertama, ruang katoda gelap (Crookes), lapisan katoda kedua, ruang anoda gelap (Faraday), dan ruang anoda bercahaya.

Ketika kita menghubungkan elektroda tabung yang dievakuasi ke kutub sumber tegangan tinggi, ion positif bebas, selalu ada dalam gas, bergegas menuju katoda. Pada penghalusan rendah, kecepatannya tidak cukup untuk menyebabkan elektron dikeluarkan dari zat katoda pada tumbukan dengan permukaan katoda, namun, jika penghalusan dan, akibatnya, jalur bebas rata-rata signifikan, maka kecepatan ion positif mencapai " nilai kritis", dan katoda berada di bawah pengaruh pemboman ion menjadi sumber elektron yang terlontar ke ruang sekitar katoda dan bergegas ke anoda.

Dampak elektron pada molekul gas netral membangkitkan cahaya gas dan sebagian mengionisasi gas. Di ruang Crookes yang gelap (yang sebenarnya juga bercahaya, tetapi tampak gelap kontras dengan lapisan katoda yang terang), kecepatan elektron meningkat dengan cepat. Lapisan katoda kedua adalah daerah tumbukan paling intens elektron dengan molekul netral. Tabrakan ini memperlambat pergerakan elektron. Di ruang Faraday yang gelap, elektron bergerak menuju anoda dengan kecepatan lebih lambat daripada di ruang Crookes.

Pergerakan elektron dan ion pada kecepatan yang tidak merata menciptakan distribusi muatan yang tidak merata di ruang antara elektroda; ini secara signifikan merusak bidang antara elektroda; penurunan potensial di sepanjang tabung vakum menjadi tidak merata, yang pada gilirannya memperburuk distribusi muatan yang tidak merata di ruang angkasa.

Akibatnya, terjadi perubahan potensial di sepanjang tabung, yang merupakan karakteristik pelepasan pijar, yang ditunjukkan pada Gambar. 162 (potensial diukur dengan menggerakkan elektroda relatif terhadap probe, Gambar 163). Dengan jarak dari anoda, potensial perlahan-lahan berkurang di daerah pancaran positif, hampir tidak berubah di daerah pancaran (lapisan katoda kedua), dan turun tajam di dekat katoda di daerah ruang gelap Crookes.

Beras. 162. Distribusi potensial dalam pelepasan pijar.

Penurunan potensial yang tajam di dekat katoda ini, yang disebut penurunan potensial katoda, memiliki satu atau lain nilai (berurutan 100-300 V) tergantung pada sifat gas dan zat katoda.

Beras. 163. Skema percobaan pengukuran potensial di berbagai titik tabung pelepasan gas.

Panjang ruang gelap Crookes, di mana penurunan potensial katodik terjadi, ditentukan oleh jalur bebas ion dan oleh karena itu meningkat dengan penurunan kerapatan gas; Produk dari panjang dan tekanan gas tetap konstan:

Energi kinetik yang terakumulasi oleh elektron selama menjalankan ruang Crookes cukup untuk ionisasi gas di wilayah pijaran pijar (lapisan katoda kedua); ion positif terbentuk di sini, yang diperlukan untuk mempertahankan debit. Jika anoda didekatkan ke katoda, maka

lokasi lapisan katoda tidak berubah dan hanya daerah pancaran positif yang diperpendek (Gbr. 164). Tetapi jika anoda dibawa lebih dekat ke cahaya yang membara, maka pembentukan normal ion positif yang diperlukan untuk mempertahankan pelepasan dihentikan, dan pelepasan berhenti.

Beras. 164. Posisi anoda tidak mempengaruhi lokasi lapisan katoda dalam pelepasan pijar.

Bentuk dan lokasi kolom pancaran positif bergantung pada garis luar internal tabung (Gbr. 165).

Beras. 165. Pengaruh letak elektroda dan bentuk tabung terhadap jenis pelepasan pijar.

Ketika jarak antara elektroda kurang dari apa yang dibutuhkan untuk mengakomodasi ruang katoda gelap dan lapisan katoda bercahaya, maka pelepasan cahaya dapat memilih jalur yang lebih panjang untuk dirinya sendiri (Gbr. 166).

Kolom positif sering pecah menjadi garis-garis terang dan gelap yang terpisah - strata. Dalam hal ini, pelepasan pijar disebut berlapis (Gbr. 167).

Jika kita membandingkan debit cahaya yang sama. gas, tetapi dengan katoda yang terbuat dari logam yang berbeda, ditemukan bahwa

bahwa penurunan potensial katodik sebanding dengan fungsi kerja elektron dari logam (fungsi kerja dibahas pada 33). Koefisien proporsionalitas dalam hubungan linier antara penurunan potensial katodik dan fungsi kerja ini tidak sama untuk gas dengan sifat kimia yang berbeda (Gbr. 168).

Suhu gas di katoda itu sendiri lebih tinggi daripada di zona tetangga dari pelepasan pijar. Ion positif yang membombardir katoda menarik keluar dari katoda tidak hanya elektron, tetapi juga atom logam netral: logam dari mana katoda dibuat tergagap. Semakin besar massa ion yang mengenai katoda, semakin kuat percikan katoda dari logam.

Beras. 166. Jika jarak antara elektroda terlalu kecil, pelepasan pijar dilakukan sepanjang jalur yang lebih panjang.

Oleh karena itu, dalam gas berat, dispersinya lebih besar daripada di gas ringan. Jelas bahwa semakin besar katoda sputtering, semakin besar rapat arus. Bismut, antimon, timbal, kadmium, perak yang paling mudah disemprotkan. Sputtering katodik digunakan untuk menghasilkan lapisan logam tipis pada kaca, mika, dan (bila diinginkan film logam tipis) pada zat yang mudah dihilangkan dengan pelarutan.

Cahaya positif dari pelepasan cahaya digunakan sebagai sumber cahaya (dalam apa yang disebut tabung gas-cahaya yang mengandung gas inert). Kecerahan pancaran kolom positif tergantung pada rapat arus, pada tekanan dan sifat kimia gas, dan pada pengaruh dinding tabung pelepasan.Pada tekanan gas rendah, pancaran positif memenuhi seluruh penampang dari tabung pelepasan silinder. Pada tekanan urutan beberapa puluh milimeter air raksa, serta dengan peningkatan arus, kolom positif menyempit, memisahkan dari dinding tabung. Pada tekanan orde satu atau beberapa atmosfer, pancaran positif berbentuk kabel bercahaya terang yang terletak di sepanjang sumbu tabung. Pengikatan kolom positif ini terjadi karena suhu gas di dinding tabung lebih rendah daripada di daerah aksial. Dalam hal ini, kerapatan gas di dekat sumbu lebih kecil daripada di dekat dinding; oleh karena itu, jalur bebas elektron di sekitar sumbu lebih besar, dan oleh karena itu tingkat ionisasi gas yang lebih tinggi terbentuk di sini; ini mengarah pada fakta bahwa kerapatan arus pelepasan di sepanjang sumbu

(klik untuk melihat pemindaian)

ternyata lebih besar, yang pada gilirannya menyebabkan lebih banyak pemanasan gas. Dalam uap merkuri pada tekanan 1 atmosfer, suhu gas dalam kolom positif yang dijalin dgn tali adalah 5000-6000 ° K, dan pada tekanan 200-300 atmosfer mencapai 8000-10.000 °.

Pelepasan cahaya dapat dengan mudah diamati pada tekanan gas yang dikurangi. Jika tegangan konstan beberapa ratus ampere diterapkan pada elektroda yang disolder ke dalam tabung gelas sepanjang 30-50 cm dan kemudian udara secara bertahap dipompa keluar dari tabung, fenomena berikut diamati: pada tekanan atmosfer, tegangan yang diberikan tidak cukup untuk memecah gas dan tabung tetap gelap. Ketika tekanan gas berkurang, pada suatu saat muncul pelepasan di dalam tabung, yang berbentuk kabel bercahaya. Dengan penurunan tekanan lebih lanjut, kabel ini mengembang dan mengisi seluruh penampang tabung.

Yang sangat penting dalam pelepasan pijar hanya dua bagiannya - ruang gelap katoda dan pijaran pijar, di mana proses utama yang mendukung pelepasan berlangsung.

Karakteristik pelepasan pijar adalah distribusi potensial khusus di sepanjang tabung. Ini dapat ditentukan dengan menyolder ke dalam tabung sejumlah elektroda tambahan - probe yang terletak di berbagai tempat tabung, dan menghubungkan voltmeter dengan resistansi tinggi antara katoda dan probe yang sesuai. Kemudian diperoleh kurva distribusi potensial, ditunjukkan pada Gambar 5. Hal ini menunjukkan bahwa hampir semua penurunan potensial pelepasan terjadi di daerah ruang gelap katoda. Perbedaan potensial antara katoda dan batas pancaran pijar disebut penurunan potensial katoda.

Keberadaan ruang gelap katoda dijelaskan oleh fakta bahwa elektron tidak segera mulai bertabrakan dengan atom gas, tetapi hanya pada jarak tertentu dari katoda. Lebar ruang gelap katoda kira-kira sama dengan jalur bebas rata-rata elektron: ia meningkat dengan penurunan tekanan gas. Akibatnya, di ruang gelap katoda, elektron bergerak hampir tanpa tumbukan.

Penurunan potensial katodik diperlukan untuk mempertahankan pelepasan pijar. Karena keberadaannya, ion positif memperoleh energi yang diperlukan untuk pembentukan emisi elektron sekunder yang intens dari katoda, yang tanpanya pelepasan pijar tidak akan ada. Oleh karena itu, penurunan potensial katodik adalah fitur paling khas dari pelepasan pijar, yang membedakan bentuk pelepasan gas ini dari semua bentuk lainnya.

Debit cahaya banyak digunakan sebagai sumber cahaya di berbagai tabung pelepasan gas. Dalam lampu fluoresen, radiasi pelepasan cahaya diserap oleh lapisan zat khusus yang disimpan di permukaan bagian dalam tabung, yang, di bawah aksi radiasi yang diserap, pada gilirannya mulai bersinar. Tabung seperti itu lebih ekonomis daripada lampu pijar konvensional.

Tabung pelepasan juga digunakan untuk tujuan periklanan dan dekoratif, yang diberi garis besar berbagai bentuk dan huruf. Dengan mengisi tabung dengan gas yang berbeda, Anda bisa mendapatkan cahaya warna yang berbeda.

Dalam praktik laboratorium, pelepasan pijar digunakan untuk percikan katoda logam, karena zat katoda dalam pelepasan pijar secara bertahap berubah menjadi uap dan mengendap dalam bentuk endapan logam di dinding tabung.

debit cahaya

Debit cahaya di neon

Debit yang membara- salah satu jenis pelepasan listrik stasioner independen dalam gas. Ini terbentuk, sebagai suatu peraturan, pada tekanan gas rendah dan arus rendah. Dengan peningkatan arus yang lewat, itu berubah menjadi pelepasan busur.

Tidak seperti pelepasan listrik non-stasioner (pulsa) dalam gas, karakteristik utama pelepasan pijar tetap relatif stabil dari waktu ke waktu.

Contoh khas pelepasan cahaya yang akrab bagi kebanyakan orang adalah cahaya lampu neon.

Kami akan menghubungkan elektroda ke sumber arus searah dengan tegangan beberapa ribu volt (mesin listrik cocok) dan kami akan secara bertahap memompa udara keluar dari tabung. Pada tekanan atmosfer, gas di dalam tabung tetap gelap, karena tegangan yang diberikan beberapa ribu volt tidak cukup untuk menembus celah gas yang panjang. Namun, ketika tekanan gas turun cukup, pelepasan bercahaya berkedip di dalam tabung. Ini memiliki bentuk kabel tipis (merah di udara, warna lain di gas lain) yang menghubungkan kedua elektroda. Dalam keadaan ini, kolom gas menghantarkan listrik dengan baik.

Dengan pemompaan lebih lanjut, kabel bercahaya kabur dan mengembang, dan cahaya memenuhi hampir seluruh tabung. Pada tekanan gas beberapa persepuluh milimeter air raksa, debit mengisi hampir seluruh volume tabung. Dua bagian utama pelepasan berikut dibedakan: 1) bagian tidak bercahaya yang berdekatan dengan katoda, yang disebut ruang katoda gelap; 2) kolom gas bercahaya yang mengisi sisa tabung, hingga anoda itu sendiri. Bagian pelepasan ini disebut kolom positif. Dengan tekanan yang tepat, kolom positif dapat pecah menjadi lapisan-lapisan terpisah yang dipisahkan oleh celah-celah gelap, yang disebut strata.

Bentuk pelepasan yang dijelaskan disebut pelepasan cahaya. Hampir semua cahaya berasal dari pilar positifnya. Warna cahaya tergantung pada jenis gas. Dalam pelepasan pijar, gas menghantarkan listrik dengan baik, yang berarti bahwa ionisasi kuat dipertahankan dalam gas sepanjang waktu. Penyebab ionisasi gas dalam pelepasan pijar adalah emisi elektron dari katoda di bawah aksi suhu tinggi atau medan listrik yang kuat, ionisasi berikutnya molekul gas oleh tumbukan elektron oleh elektron bebas yang terlepas dari katoda dan terbang menuju anoda, serta sebagai emisi elektron sekunder dari katoda yang disebabkan oleh bombardir katoda dengan ion gas bermuatan positif.

Saat ini, tabung pelepasan pijar menemukan aplikasi praktis sebagai sumber cahaya - lampu pelepasan gas. Untuk keperluan penerangan, lampu fluoresen sering digunakan, di mana pelepasan terjadi dalam uap merkuri, dan radiasi ultraviolet yang berbahaya bagi penglihatan diserap oleh lapisan zat fluoresen - fosfor, yang menutupi dinding lampu dari dalam. Fosfor mulai bersinar dengan cahaya tampak, menghasilkan cahaya yang mendekati karakteristik siang hari (lampu neon). Lampu semacam itu memberikan pencahayaan "alami" yang dekat (tetapi bukan spektrum penuh, seperti lampu pijar). Spektrum cahaya yang dipancarkan oleh lampu fluoresen adalah diskrit - komponen merah, hijau dan biru dalam proporsi tertentu, ditambah puncak spektral minor warna lain dari pengotor fosfor. Energi pencahayaan didistribusikan melalui pita spektrum yang sempit ini, sehingga lampu ini jauh (3-4 kali) lebih ekonomis daripada lampu pijar (pada yang terakhir, hingga 95% energi ditempati oleh wilayah spektrum inframerah. , tidak terlihat oleh mata manusia).

Lampu neon dalam kehidupan sehari-hari menggantikan lampu pijar, dan di ruang produksi dan kantor mereka hampir sepenuhnya menggantikannya. Namun, lampu neon bukan tanpa kekurangan. Jadi, misalnya, dalam produksi, penggunaan lampu neon dikaitkan dengan efek stroboskopik yang berbahaya, yang terdiri dari fakta bahwa kedipan lampu neon dengan frekuensi tegangan suplai dapat menyamai kecepatan rotasi mekanisme pemrosesan. , sementara mekanisme itu sendiri dalam cahaya lampu seperti itu bagi seseorang akan tampak tidak bergerak, " dimatikan", yang dapat mengakibatkan cedera. Oleh karena itu, penerangan tambahan dari area operasi digunakan dengan lampu pijar sederhana, tanpa kelemahan seperti itu karena inersia keluaran cahaya dari filamen pijar.

Lampu pelepasan juga digunakan untuk tujuan dekoratif. Dalam kasus ini, mereka diberi garis besar huruf, berbagai bentuk, dll., dan diisi dengan gas dengan warna cahaya yang indah (neon, memberikan cahaya oranye-merah, atau argon dengan cahaya hijau kebiruan).

Lihat juga

literatur

• Reiser Yu.P. Fisika pelepasan gas. - edisi ke-2. - M.: Nauka, 1992. - 536 hal. - ISBN 5-02014615-3

Yayasan Wikimedia. 2010 .

Lihat apa itu "Glow Discharge" di kamus lain:

Salah satu jenis pelepasan listrik independen stasioner dalam gas. Terjadi pada suhu katoda yang rendah, ditandai dengan rapat arus yang relatif rendah pada katoda (... Ensiklopedia Fisik

Pelepasan listrik dalam gas, ditandai dengan kerapatan arus yang relatif rendah di katoda dan penurunan potensial katodik yang besar. Didukung oleh emisi elektron dari katoda di bawah pengaruh dampak ion positif dan emisi fotoelektron ... Kamus Ensiklopedis Besar

debit cahaya- Pelepasan mandiri, di mana medan listrik di celah pelepasan ditentukan terutama oleh besarnya dan lokasi muatan ruang dan yang ditandai dengan adanya penurunan potensial katoda yang jauh lebih besar dari ... ... Buku Pegangan Penerjemah Teknis

Pelepasan listrik independen dalam gas, ditandai dengan kerapatan arus yang relatif rendah di katoda dan penurunan potensial katoda yang besar. Hal ini didukung oleh emisi elektron dari katoda di bawah pengaruh dampak ion positif dan fotoelektronik ... kamus ensiklopedis

debit cahaya- Glow Discharge Glow discharge Salah satu jenis pelepasan listrik stasioner independen dalam gas. Ini terbentuk, sebagai suatu peraturan, pada tekanan gas rendah dan arus rendah. Dengan peningkatan arus yang lewat, itu berubah menjadi pelepasan busur. V… … Kamus Nanoteknologi Inggris-Rusia Penjelasan. - M.

debit cahaya- rusenantysis išlydis statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. debit cahaya vok. Glimmentladung, f rus. debit cahaya, m pranc. décharge luminescente, f … Automatikos terminų odynas

debit cahaya- rusenantysis išlydis statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. debit cahaya vok. Glimmentladung, f rus. debit cahaya, m pranc. charge en lueur, f; decharge luminescente, f; effluve, f … Fizikos terminų odynas

Salah satu jenis pelepasan listrik stasioner independen dalam gas (Lihat Pelepasan listrik dalam gas). Terjadi pada suhu katoda yang rendah, ditandai dengan rapat arus yang relatif rendah pada katoda dan yang besar (orde ratusan ... ... Ensiklopedia Besar Soviet

Listrik mandiri. pelepasan dalam gas, dicirikan oleh kerapatan arus yang relatif rendah di katoda dan penurunan potensial katodik yang besar. Hal ini didukung oleh emisi elektron dari katoda di bawah aksi guncangan. ion dan emisi fotoelektron ... Ilmu pengetahuan Alam. kamus ensiklopedis Lagi buku Elektronik

Proses yang dibahas di atas memainkan peran penting dalam inisiasi dan pemeliharaan apa yang disebut pelepasan pijar (lihat Lampiran 1.1).

Lebih mudah untuk mengamati bentuk pelepasan gas ini pada tekanan gas yang dikurangi. Jika tegangan konstan beberapa ratus volt diterapkan pada elektroda yang disolder ke dalam tabung kaca sepanjang 30-50 cm dan kemudian udara secara bertahap dipompa keluar dari tabung, fenomena berikut diamati. Pada tekanan atmosfer, tegangan yang diberikan tidak cukup untuk memecah gas dan tabung tetap gelap. Dengan penurunan tekanan gas (sekitar 5,3-6,7 kPa), di beberapa titik akan muncul pelepasan di dalam tabung, berupa kabel bercahaya yang menghubungkan anoda dan katoda tabung. Dengan penurunan tekanan lebih lanjut (sekitar 1,3 Pa), filamen ini mengembang dan mengisi seluruh penampang tabung, dan cahaya di dekat katoda melemah.

Pada tekanan gas orde 0,1-0,01 mm. rt. Seni. debit terlihat seperti pada Gambar. 3.1.1.

Berdekatan langsung dengan katoda adalah lapisan tipis bercahaya 1 (cahaya katoda pertama, atau film katoda), diikuti oleh lapisan gelap 2, yang disebut ruang gelap katoda. Ruang gelap ini kemudian masuk ke lapisan bercahaya 3 (glow glow), yang memiliki batas tajam di sisi katoda dan secara bertahap menghilang di sisi anoda. Itu muncul dari rekombinasi elektron dengan ion positif. Di balik cahaya yang membara, ada lagi celah gelap 4, yang disebut ruang gelap kedua atau Faraday. Bagian ini disebut bagian katoda pelepasan. Di belakang ruang gelap kedua terletak daerah bercahaya 5 memanjang ke anoda, atau kolom positif. Dalam beberapa kasus, kolom ini pecah menjadi beberapa lapisan, atau strata.

Yang sangat penting dalam pelepasan pijar hanya dua bagiannya - ruang gelap katoda dan pijaran pijar, di mana proses utama yang mendukung pelepasan berlangsung. Jika kita membuat anoda bergerak dalam tabung pelepasan gas dan secara bertahap memindahkannya lebih dekat ke katoda (Gbr. 3.1.1), maka semua bagian katoda tetap tidak berubah, dan hanya kolom positif yang memendek. Dengan penurunan lebih lanjut dalam panjang celah pelepasan, ruang gelap katoda kedua mulai memendek, dan ketika anoda memasuki cahaya yang membara, ia menghilang sama sekali. Namun, pelepasan tetap ada. Ketika anoda, dengan penurunan jarak lebih jauh, mendekati batas antara ruang katoda pertama dan cahaya yang membara, pelepasannya padam.

Karakteristik pelepasan pijar adalah distribusi potensial khusus di sepanjang tabung. Ini dapat ditentukan dengan menyolder ke dalam tabung sejumlah elektroda tambahan - probe yang terletak di berbagai tempat tabung, dan menghubungkan voltmeter dengan resistansi tinggi antara katoda dan probe yang sesuai. Seluruh potensi penurunan debit jatuh pada daerah ruang gelap katoda. Perbedaan potensial antara katoda dan batas pancaran pijar disebut penurunan potensial katoda. Pengalaman menunjukkan bahwa jika arus dalam luahan tidak terlalu besar, maka besarnya jatuh potensial katoda tidak bergantung pada kuat arus (jatuh potensial katoda normal). Mengubah kekuatan arus hanya mengubah ukuran permukaan bercahaya pada katoda, yang meningkat dengan meningkatnya kekuatan arus. Ketika kekuatan arus mencapai nilai sedemikian rupa sehingga film katoda menutupi seluruh permukaan katoda, penurunan potensial katoda mulai meningkat dengan meningkatnya kekuatan arus (penurunan potensial katoda anomali).

Penting untuk memahami proses dalam pelepasan pijar adalah kenyataan bahwa nilai penurunan potensial katoda normal hanya bergantung pada bahan katoda dan jenis gas, dan penurunan potensial katoda ternyata sebanding dengan fungsi kerja elektron dari katoda.

Sifat-sifat yang dipertimbangkan dari pelepasan pijar mengarah ke gambar berikut dari proses yang mendukung pelepasan tersebut. Ion positif yang terbentuk sebagai hasil ionisasi oleh tumbukan elektron (dalam pijaran pijar dan dalam kolom positif) bergerak menuju katoda dan, melewati daerah penurunan potensial katodik, memperoleh energi yang signifikan. Di bawah pengaruh pemboman intens oleh ion positif cepat (dan juga karena efek fotolistrik yang disebabkan oleh radiasi pelepasan), elektron terbang keluar dari katoda dan bergerak menuju anoda. Elektron ini dipercepat dengan kuat di daerah penurunan potensial katodik dan, setelah tumbukan berikutnya dengan atom gas, mereka terionisasi. Akibatnya, ion positif muncul lagi, yang, sekali lagi, bergegas ke katoda, menghasilkan elektron baru, dan seterusnya. Dengan demikian, proses utama yang mendukung pelepasan adalah ionisasi oleh tumbukan elektron dalam jumlah besar dan emisi elektron sekunder di katoda.

Keberadaan ruang gelap katoda dijelaskan oleh fakta bahwa elektron tidak segera mulai bertabrakan dengan atom gas, tetapi hanya pada jarak tertentu dari katoda. Lebar ruang gelap katoda kira-kira sama dengan jalur bebas rata-rata elektron: ia meningkat dengan penurunan tekanan gas. Dalam ruang gelap katoda, elektron bergerak hampir tanpa tumbukan, membentuk elektron atau sinar katoda. Jika lubang kecil dibor di katoda, maka ion positif yang membombardir katoda, melewati lubang, menembus ke dalam ruang di belakang katoda dan membentuk sinar terbatas yang tajam, yang disebut sinar saluran (atau positif), dinamai sesuai dengan tanda muatannya. mereka membawa.

Distribusi konsentrasi ion positif dan elektron di berbagai bagian pelepasan sangat berbeda. Karena ion positif bergerak jauh lebih lambat daripada elektron, konsentrasi ion di katoda jauh lebih besar daripada konsentrasi elektron. Oleh karena itu, muatan positif spasial yang kuat muncul di dekat katoda, yang menyebabkan munculnya potensi penurunan katodik. Sebaliknya, di daerah kolom positif, konsentrasi ion positif dan elektron hampir sama, dan tidak ada muatan ruang di sini. Karena konsentrasi elektron yang tinggi, kolom positif memiliki konduktivitas listrik yang baik dan oleh karena itu jatuh tegangan yang melintasinya sangat kecil.

Karena kolom positif mengandung ion dan elektron positif, rekombinasi ion yang intens terjadi di sini, yang menjelaskan pancaran kolom positif.

Kami melihat bahwa penurunan potensial katodik diperlukan untuk mempertahankan pelepasan pijar. Karena keberadaannya, ion positif memperoleh energi yang diperlukan untuk pembentukan emisi elektron sekunder yang intens dari katoda, yang tanpanya pelepasan pijar tidak akan ada. Oleh karena itu, penurunan potensial katodik adalah fitur paling khas dari pelepasan pijar, yang membedakan bentuk pelepasan gas ini dari semua bentuk lainnya.

Debit cahaya banyak digunakan sebagai sumber cahaya di berbagai tabung gas-cahaya. Dalam lampu neon, radiasi pelepasan cahaya diserap oleh lapisan zat khusus yang disimpan di permukaan bagian dalam tabung, yang, di bawah aksi radiasi yang diserap, pada gilirannya mulai bersinar. Dengan pemilihan zat-zat ini (fosfor) yang sesuai, radiasi yang dipancarkannya dapat dibuat mendekati siang hari. Tabung seperti itu lebih ekonomis daripada lampu pijar konvensional.

Tabung lampu gas juga digunakan untuk tujuan periklanan dan dekoratif, yang diberi garis besar berbagai bentuk dan huruf. Dengan mengisi tabung dengan berbagai gas, dimungkinkan untuk memperoleh pancaran berbagai warna (merah untuk neon, hijau kebiruan untuk argon).

Mengambil keuntungan dari fakta bahwa penurunan potensial katoda tergantung pada bahan katoda, dimungkinkan untuk membuat tabung gas-light dengan tegangan pengapian rendah. Jadi, misalnya, pada lampu neon, di mana dua daun besi dilapisi dengan lapisan barium berfungsi sebagai elektroda, karena fungsi kerja elektron yang kecil untuk barium, penurunan potensial katoda hanya sekitar 70 V. Oleh karena itu, lampu menyala sudah ketika dihidupkan di jaringan pencahayaan konvensional. Lampu tersebut digunakan untuk keperluan sinyal di berbagai peralatan (lampu indikator).

Dalam praktik laboratorium, pelepasan pijar digunakan untuk percikan katoda logam, karena zat katoda dalam pelepasan pijar secara bertahap berubah menjadi uap dan mengendap dalam bentuk endapan logam di dinding tabung.

Alasan terjadinya katoda sputtering, kemungkinan besar, adalah bahwa setiap ion positif, ketika bertabrakan dengan katoda, pertama-tama mentransfer energinya ke sekelompok kecil atom katoda. Ini mengarah pada peningkatan suhu lokal yang kuat yang terjadi di area mikroskopis individu katoda, yang mengarah pada penguapan logam di tempat-tempat ini. Dengan menempatkan berbagai objek dalam pelepasan cahaya terhadap katoda, menjadi mungkin untuk menutupinya dengan lapisan logam yang seragam dan tahan lama. Metode ini, khususnya, digunakan untuk pembuatan cermin logam berkualitas tinggi.