Bir necha o'n millimetr simob va undan kam bo'lgan past bosimdagi gazlarda porlash oqimi kuzatiladi. Agar nurli razryadli trubani ko'rib chiqsak, biz porlash razryadning asosiy qismlari ekanligini ko'rishimiz mumkin katodli qorong'u bo'shliq, undan uzoqda salbiy yoki yonayotgan nur, asta-sekin mintaqaga o'tadi Faraday qorong'u makon. Bu uch mintaqa razryadning katod qismini tashkil qiladi, undan keyin razryadning asosiy yorug'lik qismini tashkil qiladi, bu uning optik xususiyatlarini belgilaydi va deyiladi. ijobiy ustun.
Yorqin oqimni saqlashda asosiy rolni uning katod qismining dastlabki ikki mintaqasi o'ynaydi. Ushbu turdagi razryadlarning xarakterli xususiyati katod yaqinidagi potentsialning keskin pasayishi bo'lib, u katod yaqinida ionlarning tezligi nisbatan past bo'lganligi sababli I va II mintaqalar chegarasida musbat ionlarning yuqori konsentratsiyasi bilan bog'liq. Katod qorong'u fazoda elektronlar va musbat ionlarning kuchli tezlashishi kuzatiladi, elektronlarni katoddan chiqarib yuboradi. Yorqin nurlanish hududida elektronlar gaz molekulalarining kuchli ta'sir ionlanishini keltirib chiqaradi va energiyasini yo'qotadi. Bu erda musbat ionlar hosil bo'ladi, ular razryadni ushlab turish uchun zarurdir. Bu mintaqada elektr maydon kuchi past. Yonayotgan porlash asosan ionlar va elektronlarning rekombinatsiyasidan kelib chiqadi. Katod qorong'u maydonining uzunligi gaz va katod materialining xususiyatlari bilan belgilanadi.
Ijobiy ustun hududida elektronlar va ionlarning kontsentratsiyasi taxminan bir xil va juda yuqori bo'lib, bu musbat ustunning yuqori elektr o'tkazuvchanligiga va undagi potentsialning biroz pasayishiga olib keladi. Ijobiy ustunning porlashi hayajonlangan gaz molekulalarining porlashi bilan belgilanadi. Anod yaqinida yana potentsialning nisbatan keskin o'zgarishi kuzatiladi, bu ijobiy ionlarning hosil bo'lish jarayoni bilan bog'liq. Ba'zi hollarda ijobiy ustun alohida yorug'lik joylariga bo'linadi - qatlamlar, qorong'u joylar bilan ajratilgan.
Ijobiy ustun porlashni ushlab turishda muhim rol o'ynamaydi, shuning uchun trubaning elektrodlari orasidagi masofa kamayishi bilan musbat ustunning uzunligi kamayadi va u butunlay yo'q bo'lib ketishi mumkin. Vaziyat elektrodlar bir-biriga yaqinlashganda o'zgarmaydigan katod qorong'i bo'shliqning uzunligi bilan farq qiladi. Agar elektrodlar shunchalik yaqin bo'lsa, ular orasidagi masofa katod qorong'i bo'shlig'ining uzunligidan kamroq bo'lsa, u holda gazda porlash to'xtaydi. Tajribalar shuni ko'rsatadiki, boshqa narsalar teng bo'lganda, katod qorong'i fazosining uzunligi d gaz bosimiga teskari proportsionaldir. Binobarin, yetarlicha past bosimlarda katoddan musbat ionlar tomonidan urilgan elektronlar gazdan deyarli uning molekulalari bilan to‘qnashmasdan o‘tib, hosil bo‘ladi. elektron, yoki katod nurlari.
Glow razryad elektron va ion nurlarini olish uchun gaz-yorug'lik naychalari, lyuminestsent lampalar, kuchlanish stabilizatorlari ishlatiladi. Agar katodda tirqish hosil bo'lsa, u holda tor ion nurlari katod orqasidagi bo'shliqqa o'tadi, bu ko'pincha deyiladi. kanal nurlari. keng tarqalgan hodisa katodli purkash, ya'ni. musbat ionlar ta'sirida katod yuzasining buzilishi. Katod materialining ultramikroskopik bo'laklari to'g'ri chiziqlar bo'ylab barcha yo'nalishlarda uchadi va ingichka qatlamli trubkaga joylashtirilgan jismlar (ayniqsa dielektriklar) yuzasini qoplaydi. Shu tarzda, bir qator qurilmalar uchun nometall tayyorlanadi, selenli fotosellarga yupqa metall qatlam qo'llaniladi.
Vakuum trubkasida porlash paytida sodir bo'ladigan hodisalar yuqorida tasvirlangan (§ 46). Yorqin razryadning asosiy zonalarini belgilaydigan atamalar ham shu erda tushuntiriladi: birinchi katod qatlami, qorong'u katod (Krukes) bo'shlig'i, ikkinchi katod qatlami, qorong'u anod (Faraday) fazosi va anod porlashi.
Evakuatsiya qilingan trubaning elektrodlarini yuqori kuchlanish manbasining qutblariga ulaganimizda, gazda doimo mavjud bo'lgan erkin musbat ionlar katod tomon shoshiladi. Kam siyraklanishda ularning tezligi katod yuzasiga ta'sir qilganda elektronlarni katod moddasidan chiqarib yuborish uchun etarli emas, ammo, agar kamayishi va demak, o'rtacha erkin yo'l sezilarli bo'lsa, ionning ijobiy tezligi "" ga etadi. kritik qiymat" va katod ion bombardimoni ta'sirida katodni o'rab turgan bo'shliqqa otilib, anodga shoshiladigan elektronlar manbai bo'ladi.
Neytral gaz molekulalariga elektron ta'siri gaz porlashini qo'zg'atadi va gazni qisman ionlashtiradi. Qorong'i Crookes fazosida (bu aslida ham yorug', lekin yorqin katod qatlamlaridan farqli o'laroq qorong'i ko'rinadi) elektronlarning tezligi tez oshadi. Ikkinchi katod qatlami - elektronlarning neytral molekulalar bilan eng kuchli to'qnashuvi mintaqasi. Bu to'qnashuvlar elektronlar harakatini sekinlashtiradi. Qorong'i Faraday fazosida elektronlar anod tomon Kruks fazosiga qaraganda sekinroq tezlikda harakatlanadi.
Elektronlar va ionlarning notekis tezlikda harakati elektrodlar orasidagi bo'shliqda ularning zaryadlarining notekis taqsimlanishini hosil qiladi; bu elektrodlar orasidagi maydonni sezilarli darajada deformatsiya qiladi; vakuum trubkasi bo'ylab potentsial pasayish notekis bo'lib qoladi, bu esa o'z navbatida kosmosda zaryadlarning notekis taqsimlanishini kuchaytiradi.
Natijada, trubka bo'ylab porlash oqimiga xos bo'lgan potentsialning o'zgarishi aniqlanadi, bu rasmda ko'rsatilgan. 162 (potentsial elektrodlarni probga nisbatan harakatlantirish orqali o'lchanadi, 163-rasm). Anoddan uzoqlashganda, potentsial musbat porlash mintaqasida asta-sekin kamayadi, porlash mintaqasida (ikkinchi katod qatlami) deyarli o'zgarmaydi va Crookes qorong'u bo'shlig'ida katod yaqinida keskin pasayadi.
Guruch. 162. Yorqin razryadda potentsial taqsimot.
Katod yaqinidagi potentsialning keskin pasayishi, katod potentsialining pasayishi deb ataladigan narsa gazning tabiatiga va katodning moddasiga qarab u yoki bu qiymatga ega (100-300 V gacha).
Guruch. 163. Gaz chiqarish trubasining turli nuqtalarida potentsialni o'lchash bo'yicha tajribalar sxemasi.
Katodik potentsial pasayish sodir bo'ladigan Crookes qorong'u fazosining uzunligi ionlarning erkin yo'li bilan belgilanadi va shuning uchun gaz zichligi kamayishi bilan ortadi; Uzunlik va gaz bosimining mahsuloti doimiy bo'lib qoladi:
Crookes fazosini ishga tushirish jarayonida elektronlar tomonidan to'plangan kinetik energiya porlash nuri (ikkinchi katod qatlami) hududida gazning ionlanishi uchun etarli; Bu erda musbat ionlar hosil bo'ladi, ular razryadni ushlab turish uchun zarurdir. Agar anod katodga yaqinlashtirilsa, u holda
katod qatlamlarining joylashuvi o'zgarmaydi va faqat ijobiy porlash hududi qisqartiriladi (164-rasm). Ammo agar anod yonayotgan nurga yaqinlashtirilsa, zaryadsizlanishni ushlab turish uchun zarur bo'lgan ijobiy ionlarning normal shakllanishi to'xtatiladi va tushirish to'xtaydi.
Guruch. 164. Anodning joylashishi katod qatlamlarining porlash razryadda joylashishiga ta'sir qilmaydi.
Ijobiy porlash ustunining shakli va joylashishi trubaning ichki konturlariga bog'liq (165-rasm).
Guruch. 165. Elektrodlarning joylashishi va trubka shaklining porlash razryad turiga ta'siri.
Elektrodlar orasidagi masofa qorong'u katod bo'shlig'i va yorug'likli katod qatlamlarini joylashtirish uchun zarur bo'lganidan kamroq bo'lsa, u holda porlash razryadi o'zi uchun uzoqroq yo'lni tanlashi mumkin (166-rasm).
Ijobiy ustun ko'pincha alohida o'zgaruvchan yorug'lik va quyuq chiziqlar - qatlamlarga bo'linadi. Bunday holda, porlash oqimi qatlamli deb ataladi (167-rasm).
Agar biz porlash oqimini bir xilda solishtirsak. gaz, lekin turli metallardan yasalgan katodlar bilan, deb topiladi
katod potentsialining pasayishi metalldan elektronning ish funktsiyasiga proportsional ekanligini (ish funktsiyasi § 33da muhokama qilinadi). Katodik potentsial tushishi va ish funktsiyasi o'rtasidagi bu chiziqli munosabatlardagi mutanosiblik koeffitsienti turli xil kimyoviy tabiatga ega gazlar uchun bir xil emas (168-rasm).
Katodning o'zida gazning harorati porlashning qo'shni zonalariga qaraganda yuqori. Katodni bombardimon qilgan musbat ionlar katoddan nafaqat elektronlarni, balki neytral metall atomlarini ham chiqarib tashlaydi: katod yasalgan metall purkaladi. Katodga uriladigan ionlar massasi qancha ko'p bo'lsa, metallning katod sochilishi shunchalik kuchli bo'ladi.
Guruch. 166. Agar elektrodlar orasidagi masofa juda kichik bo'lsa, porlash razryadi uzoqroq yo'l bo'ylab amalga oshiriladi.
Shuning uchun og'ir gazlarda dispersiya engil gazlarga qaraganda kattaroqdir. Ko'rinib turibdiki, katodning sochilishi qanchalik katta bo'lsa, oqim zichligi shunchalik katta bo'ladi. Eng oson püskürtülmüş vismut, surma, qo'rg'oshin, kadmiy, kumush. Katodik purkash shisha, slyuda va (nozik metall plyonka kerak bo'lganda) eritish orqali osongina chiqariladigan moddalarda yupqa metall qatlamlarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.
Yorug'lik manbai sifatida porlashning musbat porlashi ishlatiladi (inert gazlarni o'z ichiga olgan gaz-yorug'lik naychalarida). Ijobiy ustunning porlashining yorqinligi tok zichligiga, gazning bosimi va kimyoviy tabiatiga, shuningdek, tushirish trubkasi devorlarining ta'siriga bog'liq.Gazning past bosimida musbat nur butun kesmani to'ldiradi. silindrsimon tushirish trubkasidan. Bir necha o'nlab millimetr simob tartibidagi bosimlarda, shuningdek, oqimning oshishi bilan musbat ustun torayib, quvur devorlaridan ajralib chiqadi. Bir yoki bir nechta atmosfera tartibidagi bosimlarda musbat nurlanish trubaning o'qi bo'ylab joylashgan yorqin nurli shnur shaklini oladi. Ijobiy ustunning bu bog'lanishi quvur devorlaridagi gaz harorati eksenel hududga qaraganda past bo'lganligi sababli yuzaga keladi. Shu nuqtai nazardan, eksa yaqinidagi gaz zichligi devorlarga qaraganda kamroq; shuning uchun o'q atrofida elektronlarning erkin yo'li kattaroqdir va shuning uchun bu erda gaz ionlanishining yuqori darajasi o'rnatiladi; bu o'q bo'ylab tushirish oqimining zichligiga olib keladi
(skanerlashni ko'rish uchun bosing)
kattaroq bo'lib chiqadi, bu esa o'z navbatida gazning yanada ko'proq isishiga olib keladi. Simob bug'ida 1 atmosfera bosimida shnurli musbat ustundagi gazning harorati 5000-6000 ° K, 200-300 atmosfera bosimida esa 8000-10 000 ° ga etadi.
Gaz bosimi pasayganda porlash oqimi qulay tarzda kuzatilishi mumkin. Agar 30-50 sm uzunlikdagi shisha naychaga lehimlangan elektrodlarga bir necha yuz amperlik doimiy kuchlanish qo'llanilsa va keyin havo asta-sekin trubadan tashqariga chiqarilsa, quyidagi hodisa kuzatiladi: atmosfera bosimida qo'llaniladigan kuchlanish emas. gazni sindirish uchun etarli va quvur qorong'i bo'lib qoladi. Gaz bosimi pasayganda, bir lahzada naychada yorug'lik simi shakliga ega bo'lgan oqim paydo bo'ladi. Bosimning yanada pasayishi bilan bu shnur kengayadi va trubaning butun kesimini to'ldiradi.
Yorqin razryadda uning faqat ikkita qismi - katodli qorong'u bo'shliq va porlashni qo'llab-quvvatlovchi asosiy jarayonlar sodir bo'ladigan porlash alohida ahamiyatga ega.
Yorqin razryadning xarakteristikasi trubaning uzunligi bo'ylab maxsus potentsial taqsimotdir. Quvurga bir qator qo'shimcha elektrodlarni - trubaning turli joylarida joylashgan zondlarni lehimlash va katod va mos keladigan prob o'rtasida yuqori qarshilikka ega voltmetrni ulash orqali aniqlash mumkin. Keyin potentsial taqsimot egri chizig'i olinadi, 5-rasmda ko'rsatilgan. Bu razryaddagi deyarli barcha potentsial tomchilar katod qorong'i bo'shliq hududida sodir bo'lishini ko'rsatadi. Katod va porlash chegarasi o'rtasidagi bu potentsial farq katod potentsialining pasayishi deb ataladi.
Katod qorong'u bo'shliqning mavjudligi elektronlar gaz atomlari bilan darhol to'qnashishni boshlamasligi bilan izohlanadi, faqat katoddan ma'lum masofada joylashgan. Katod qorong'u fazosining kengligi taxminan elektronlarning o'rtacha erkin yo'liga teng: u gaz bosimining pasayishi bilan ortadi. Binobarin, katod qorong'i fazoda elektronlar deyarli to'qnashmasdan harakatlanadi.
Katodik potentsialning pasayishi porlash oqimini ushlab turish uchun zarurdir. Uning mavjudligi tufayli musbat ionlar katoddan intensiv ikkilamchi elektron emissiya hosil bo'lishi uchun zarur energiyani oladi, ularsiz porlash razryadlari mavjud bo'lmaydi. Shuning uchun katod potentsialning pasayishi porlash razryadlarining eng xarakterli xususiyati bo'lib, bu gaz ajralish shaklini barcha boshqa shakllardan ajratib turadi.
Yorug'lik oqimi turli xil gaz chiqarish quvurlarida yorug'lik manbai sifatida keng qo'llaniladi. Floresan lampalarda porlash radiatsiyasi trubaning ichki yuzasiga yotqizilgan maxsus moddalar qatlami tomonidan so'riladi, ular so'rilgan nurlanish ta'sirida o'z navbatida porlashni boshlaydi. Bunday quvurlar an'anaviy akkor lampalarga qaraganda ancha tejamkor.
Bo'shatish quvurlari reklama va dekorativ maqsadlarda ham qo'llaniladi, buning uchun ularga turli shakl va harflarning konturlari beriladi. Quvurlarni turli gazlar bilan to'ldirish orqali siz turli xil rangdagi porlashni olishingiz mumkin.
Laboratoriya amaliyotida metallarni katod bilan purkash uchun porlash razryadi qo'llaniladi, chunki porlash razryadidagi katod moddasi asta-sekin bug 'holatiga o'tadi va trubka devorlariga metall cho'kindi shaklida joylashadi.
porlash oqimi
Neonda porlash oqimi
Yonayotgan oqindi- gazlardagi statsionar mustaqil elektr razryadlarining turlaridan biri. U, qoida tariqasida, past gaz bosimi va past oqimda hosil bo'ladi. O'tish oqimining ortishi bilan u kamon zaryadiga aylanadi.
Gazlardagi statsionar bo'lmagan (impulsli) elektr razryadlaridan farqli o'laroq, porlash razryadlarining asosiy xarakteristikalari vaqt o'tishi bilan nisbatan barqaror bo'lib qoladi.
Ko'pchilikka tanish bo'lgan porlashning odatiy misoli neon chiroqning porlashidir.
Biz elektrodlarni bir necha ming volt kuchlanishli to'g'ridan-to'g'ri oqim manbaiga ulaymiz (elektr mashinasi mos keladi) va biz asta-sekin havoni trubadan pompalaymiz. Atmosfera bosimida quvur ichidagi gaz qorong'i bo'lib qoladi, chunki bir necha ming voltlik qo'llaniladigan kuchlanish uzoq gaz bo'shlig'idan o'tish uchun etarli emas. Shu bilan birga, gaz bosimi etarli darajada pasayganda, trubada yorug'lik oqimi miltillaydi. U ikkala elektrodni bog'laydigan ingichka shnur shakliga ega (havoda qip-qizil, boshqa gazlarda boshqa ranglar). Bu holatda gaz ustuni elektr tokini yaxshi o'tkazadi.
Keyinchalik nasos bilan yorug'lik shnuri xiralashadi va kengayadi va porlash deyarli butun trubkani to'ldiradi. Bir millimetr simobning bir necha o'ndan bir qismi bo'lgan gaz bosimida tushirish quvurning deyarli butun hajmini to'ldiradi. Raqamning quyidagi ikkita asosiy qismi ajratiladi: 1) katodga tutashgan, qorong'i katod fazosi deb ataladigan yorug'liksiz qismi; 2) trubaning qolgan qismini anodning o'zigacha to'ldiradigan yorug'likli gaz ustuni. Chiqarishning bu qismi musbat ustun deb ataladi. To'g'ri bosim bilan musbat ustun qorong'u bo'shliqlar bilan ajratilgan, qatlamlar deb ataladigan alohida qatlamlarga bo'linishi mumkin.
Chiqarishning tavsiflangan shakli porlash deb ataladi. Deyarli barcha yorug'lik uning ijobiy ustunidan keladi. Yorqinlikning rangi gaz turiga bog'liq. Yorqin razryadda gaz elektr tokini yaxshi o'tkazadi, ya'ni gazda doimo kuchli ionlanish saqlanib qoladi. Yorqin razryadda gazning ionlanishining sabablari yuqori harorat yoki kuchli elektr maydoni ta'sirida katoddan elektronlar chiqishi, keyinchalik gaz molekulalarining katoddan uzilib, anod tomon uchib ketgan erkin elektronlar tomonidan elektron ta'sirida ionlanishidir. musbat zaryadlangan gaz ionlari bilan katodni bombardimon qilish natijasida katoddan ikkilamchi elektron emissiyasi sifatida.
Hozirgi vaqtda nurli tushirish quvurlari yorug'lik manbai sifatida amaliy qo'llanilishini topadi - gaz deşarj lampalari. Yoritish uchun ko'pincha lyuminestsent lampalar qo'llaniladi, ularda zaryadsizlanish simob bug'ida sodir bo'ladi va ko'rish uchun zararli ultrabinafsha nurlanish chiroqning devorlarini ichkaridan qoplaydigan lyuminestsent moddasi - fosfor qatlami tomonidan so'riladi. Fosfor ko'rinadigan yorug'lik bilan porlashni boshlaydi, natijada yorug'lik kunduzgi yorug'likka (lyuminestsent lampalar) yaqin bo'ladi. Bunday lampalar "tabiiy" yorug'likka yaqin beradi (lekin akkor lampalar kabi to'liq spektrni emas). Floresan lampalar chiqaradigan yorug'lik spektri diskretdir - ma'lum bir nisbatda qizil, yashil va ko'k komponentlar, shuningdek, fosfor aralashmalaridan boshqa ranglarning kichik spektral cho'qqilari. Yoritish energiyasi spektrning ushbu tor diapazonlari bo'ylab taqsimlanadi, shuning uchun bu lampalar akkor lampalarga qaraganda ancha (3-4 baravar) tejamkorroqdir (ikkinchisida energiyaning 95% gacha spektrning infraqizil mintaqasi egallaydi). , inson ko'ziga ko'rinmas).
Kundalik hayotda lyuminestsent lampalar akkor lampalar o'rnini egallaydi va ishlab chiqarish va ofis maydonida ular deyarli butunlay almashtirildi. Biroq, lyuminestsent lampalar kamchiliklardan xoli emas. Shunday qilib, masalan, ishlab chiqarishda lyuminestsent lampalardan foydalanish zararli stroboskopik ta'sir bilan bog'liq bo'lib, u lyuminestsent chiroqning kuchlanish chastotasi bilan miltillashi ishlov berish mexanizmining aylanish tezligiga mos kelishi mumkinligidan iborat. , inson uchun bunday chiroq nurida mexanizmning o'zi harakatsiz bo'lib ko'rinadi, "o'chirilgan" bo'lib, shikastlanishga olib kelishi mumkin. Shuning uchun, ish joyining qo'shimcha yoritilishi oddiy akkor chiroq bilan ishlatiladi, akkor filamentning yorug'lik chiqishi inertsiyasi tufayli bunday kamchilikdan mahrum.
Deşarj lampalari dekorativ maqsadlarda ham qo'llaniladi. Bunday hollarda ularga harflarning konturlari, turli shakllar va hokazolar beriladi va ular chiroyli porlash rangiga ega bo'lgan gaz bilan to'ldiriladi (neon, to'q sariq-qizil porlashni yoki ko'k-yashil nurli argon).
Shuningdek qarang
Adabiyot
- Reiser Yu.P. Gaz chiqarish fizikasi. - 2-nashr. - M .: Nauka, 1992. - 536 b. - ISBN 5-02014615-3
Wikimedia fondi. 2010 yil.
Boshqa lug'atlarda "Glow Discharge" nima ekanligini ko'ring:
Gazlardagi statsionar mustaqil elektr razryadlarining turlaridan biri. Past katod haroratida sodir bo'ladi, katodda nisbatan past oqim zichligi bilan tavsiflanadi (... Jismoniy entsiklopediya
Katodda nisbatan past oqim zichligi va katta katodik potentsialning pasayishi bilan tavsiflangan gazdagi elektr zaryadsizlanishi. Ijobiy ion ta'siri va fotoelektron emissiya ta'sirida katoddan elektron emissiyasi bilan quvvatlanadi ... Katta ensiklopedik lug'at
porlash oqimi- O'z-o'zidan barqaror zaryadsizlanish, bunda zaryadsizlanish oralig'idagi elektr maydoni asosan kosmik zaryadlarning kattaligi va joylashuvi bilan belgilanadi va u ... ... dan ancha katta bo'lgan katod potentsialining pasayishi mavjudligi bilan tavsiflanadi. Texnik tarjimon uchun qo'llanma
Gazdagi mustaqil elektr zaryadsizlanishi, katodda nisbatan past oqim zichligi va katta katod potentsialining pasayishi bilan tavsiflanadi. U musbat ion ta'sirlari va fotoelektron ... ta'sirida katoddan elektron emissiyasi bilan quvvatlanadi. ensiklopedik lug'at
porlash oqimi- Yorqin razryad Yorqin razryad Gazlardagi statsionar mustaqil elektr razryadlarining turlaridan biri. U, qoida tariqasida, past gaz bosimi va past oqimda hosil bo'ladi. O'tish oqimining ortishi bilan u kamon zaryadiga aylanadi. V…… Nanotexnologiyaning inglizcha-ruscha izohli lug'ati. - M.
porlash oqimi- rusenantysis išlydis statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. nurli oqindi vok. Glimmentladung, f rus. nurli oqim, m pranc. decharge luminescente, f … Automatikos terminų žodynas
porlash oqimi- rusenantysis išlydis statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. nurli oqindi vok. Glimmentladung, f rus. nurli oqim, m pranc. en lueur zaryad, f; décharge luminescente, f; effluve, f … Fizikos terminų žodynas
Gazlardagi statsionar mustaqil elektr razryadlarining turlaridan biri (Qarang: Gazlardagi elektr razryad). Katodning past haroratida sodir bo'ladi, katodda nisbatan past oqim zichligi va katta (yuzlab ... ... tartibida) bilan tavsiflanadi. Buyuk Sovet Entsiklopediyasi
Mustaqil elektr. gazdagi razryad, katoddagi nisbatan past oqim zichligi va katta katodik potentsialning pasayishi bilan tavsiflanadi. U zarbalar ta'sirida katoddan elektron emissiyasi bilan quvvatlanadi. ionlar va fotoelektron emissiyasi ... Tabiiy fan. ensiklopedik lug'at Ko'proq elektron kitob
Yuqorida muhokama qilingan jarayonlar porlash deb ataladigan oqimni boshlash va saqlashda muhim rol o'ynaydi (1.1-ilovaga qarang).
Gaz chiqarishning bu shaklini pasaytirilgan gaz bosimida kuzatish qulay. Agar 30-50 sm uzunlikdagi shisha trubkaga lehimlangan elektrodlarga bir necha yuz voltli doimiy kuchlanish qo'llanilsa va keyin havo asta-sekin trubadan tashqariga chiqarilsa, quyidagi hodisalar kuzatiladi. Atmosfera bosimida qo'llaniladigan kuchlanish gazni parchalash uchun etarli emas va quvur qorong'i bo'lib qoladi. Gaz bosimining pasayishi bilan (taxminan 5,3-6,7 kPa), bir nuqtada trubaning anodini va katodini bog'laydigan yorug'lik shnuri shaklida trubada oqim paydo bo'ladi. Bosimning yanada pasayishi bilan (taxminan 1,3 Pa) bu filament kengayadi va trubaning butun kesimini to'ldiradi va katod yaqinidagi porlash zaiflashadi.
0,1-0,01 mm gacha bo'lgan gaz bosimida. rt. Art. oqim rasmdagi kabi ko'rinadi. 3.1.1.
Katodga toʻgʻridan-toʻgʻri ulashgan yupqa nurli qatlam 1 (birinchi katod porlashi yoki katod plyonkasi), undan soʻng katod qorongʻu boʻshliq deb ataladigan qorongʻu qatlam 2 joylashgan. Keyinchalik bu qorong'u bo'shliq katod tomonida o'tkir chegaraga ega bo'lgan va anod tomonida asta-sekin yo'qolib borayotgan 3-qatlamga (glow glow) o'tadi. Elektronlarning musbat ionlar bilan rekombinatsiyasidan kelib chiqadi. Yonayotgan nurning orqasida yana ikkinchi yoki Faraday qorong'u makon deb ataladigan qorong'u bo'shliq 4 bor. Bu qismlar razryadning katod qismlari deb ataladi. Ikkinchi qorong'u bo'shliqning orqasida anodgacha cho'zilgan yorug'lik mintaqasi 5 yoki musbat ustun yotadi. Ba'zi hollarda bu ustun bir necha qatlamlarga yoki qatlamlarga bo'linadi.
Yorqin razryadda uning faqat ikkita qismi alohida ahamiyatga ega - katodli qorong'u bo'shliq va porlashni qo'llab-quvvatlovchi asosiy jarayonlar sodir bo'ladigan porlash. Agar anodni gaz chiqarish trubkasida harakatlanuvchi qilib qo'ysak va uni asta-sekin katodga yaqinlashtirsak (3.1.1-rasm), unda barcha katod qismlari o'zgarishsiz qoladi va faqat ijobiy ustun qisqaradi. Chiqarish bo'shlig'ining uzunligining yanada qisqarishi bilan ikkinchi katod qorong'i bo'shliq qisqara boshlaydi va anod yonayotgan nurga kirganda, u butunlay yo'qoladi. Biroq, oqindi mavjud bo'lishda davom etmoqda. Anod, masofaning yanada qisqarishi bilan, birinchi katod bo'shlig'i va yonayotgan porlash o'rtasidagi chegaraga yaqinlashganda, oqim o'chadi.
Yorqin razryadning xarakteristikasi trubaning uzunligi bo'ylab maxsus potentsial taqsimotdir. Quvurga bir qator qo'shimcha elektrodlarni - trubaning turli joylarida joylashgan zondlarni lehimlash va katod va mos keladigan prob o'rtasida yuqori qarshilikka ega voltmetrni ulash orqali aniqlash mumkin. Chiqarishdagi barcha potentsial pasayish katod qorong'i bo'shliq mintaqasiga to'g'ri keladi. Katod va porlash chegarasi o'rtasidagi bu potentsial farq katod potentsialining pasayishi deb ataladi. Tajriba shuni ko'rsatadiki, agar razryaddagi oqim unchalik katta bo'lmasa, u holda katod potentsialining pasayishi kattaligi oqim kuchiga bog'liq emas (normal katod potensialining pasayishi). Oqim kuchini o'zgartirish faqat katoddagi yorug'lik yuzasining hajmini o'zgartiradi, bu esa oqim kuchini oshirish bilan ortadi. Tok kuchi katod plyonkasi katodning butun yuzasini qoplaydigan qiymatga yetganda, oqim kuchi ortishi bilan katod potentsialining pasayishi (anomal katod potentsialining pasayishi) ortib boraveradi.
Yorqin razryaddagi jarayonlarni tushunish uchun muhim narsa shundaki, oddiy katod potentsialining pasayishi qiymati faqat katod materialiga va gaz turiga bog'liq va katod potentsialining pasayishi elektronlarning ish funktsiyasiga mutanosib bo'lib chiqadi. katod.
Yorqin razryadning ko'rib chiqilgan xususiyatlari razryadni qo'llab-quvvatlovchi jarayonlarning quyidagi rasmiga olib keladi. Elektron ta'sirida ionlanish natijasida hosil bo'lgan musbat ionlar (porlashda va musbat ustunda) katodga qarab harakatlanadi va katod potentsialining pasayishi hududidan o'tib, sezilarli energiyaga ega bo'ladi. Tez musbat ionlar tomonidan kuchli bombardimon ta'sirida (shuningdek, razryadning nurlanishidan kelib chiqadigan fotoelektrik effekt tufayli) elektronlar katoddan uchib chiqib, anod tomon harakatlanadi. Ushbu elektronlar katod potentsialining pasayishi hududida kuchli tezlashadi va gaz atomlari bilan keyingi to'qnashuvlarda ular ionlanadi. Natijada yana musbat ionlar paydo bo'ladi, ular yana katodga shoshilib, yangi elektronlar hosil qiladi va hokazo. Shunday qilib, zaryadsizlanishni qo'llab-quvvatlovchi asosiy jarayonlar katta hajmdagi elektron ta'sirida ionlanish va katodda ikkilamchi elektron emissiyasidir.
Katod qorong'u bo'shliqning mavjudligi elektronlar gaz atomlari bilan darhol to'qnashishni boshlamasligi bilan izohlanadi, faqat katoddan ma'lum masofada joylashgan. Katod qorong'u fazosining kengligi taxminan elektronlarning o'rtacha erkin yo'liga teng: u gaz bosimining pasayishi bilan ortadi. Katod qorong'i fazoda elektronlar deyarli to'qnashmasdan harakatlanib, elektron yoki katod nurlarini hosil qiladi. Agar katodda kichik teshiklar ochilgan bo'lsa, u holda katodni bombardimon qiluvchi musbat ionlar teshiklardan o'tib, katod orqasidagi bo'shliqqa kirib boradi va zaryad belgisi bilan nomlangan kanal (yoki musbat) nurlar deb ataladigan keskin cheklangan nurni hosil qiladi. olib yuradilar.
Raqamning turli qismlarida musbat ionlar va elektronlar kontsentratsiyasining taqsimlanishi juda farq qiladi. Musbat ionlar elektronlarga qaraganda ancha sekin harakat qilganligi sababli, katoddagi ionlarning konsentratsiyasi elektronlar konsentratsiyasidan ancha katta. Shuning uchun katod yaqinida kuchli fazoviy musbat zaryad paydo bo'ladi, bu katodik potentsial pasayish ko'rinishini keltirib chiqaradi. Aksincha, musbat ustun mintaqasida musbat ionlar va elektronlarning kontsentratsiyasi deyarli bir xil bo'lib, bu erda bo'sh joy zaryadi yo'q. Elektronlarning yuqori konsentratsiyasi tufayli ijobiy ustun yaxshi elektr o'tkazuvchanligiga ega va shuning uchun undagi kuchlanishning pasayishi juda kichik.
Musbat ustun ham ijobiy ionlarni, ham elektronlarni o'z ichiga olganligi sababli, bu erda ionlarning intensiv rekombinatsiyasi sodir bo'ladi, bu musbat ustunning porlashini tushuntiradi.
Biz katodik potentsialning pasayishi porlash oqimini saqlab qolish uchun zarur ekanligini ko'ramiz. Uning mavjudligi tufayli musbat ionlar katoddan intensiv ikkilamchi elektron emissiya hosil bo'lishi uchun zarur energiyani oladi, ularsiz porlash razryadlari mavjud bo'lmaydi. Shuning uchun katod potentsialning pasayishi porlash razryadlarining eng xarakterli xususiyati bo'lib, bu gaz ajralish shaklini barcha boshqa shakllardan ajratib turadi.
Yorug'lik oqimi turli xil gaz-yorug'lik quvurlarida yorug'lik manbai sifatida keng qo'llaniladi. Floresan lampalarda porlash nurlanishi trubaning ichki yuzasiga yotqizilgan maxsus moddalar qatlami tomonidan so'riladi, ular so'rilgan nurlanish ta'sirida o'z navbatida porlashni boshlaydi. Ushbu moddalarni (fosforlarni) to'g'ri tanlash orqali ular chiqaradigan nurlanish kunduzgi yorug'likka yaqin bo'lishi mumkin. Bunday quvurlar an'anaviy akkor lampalarga qaraganda ancha tejamkor.
Gazli yorug'lik quvurlari reklama va dekorativ maqsadlarda ham qo'llaniladi, buning uchun ularga turli shakl va harflarning konturlari beriladi. Quvurlarni turli xil gazlar bilan to'ldirish orqali turli rangdagi porlashni olish mumkin (neon uchun qizil, argon uchun mavimsi-yashil).
Katod potentsialining pasayishi katod materialiga bog'liqligidan foydalanib, past olov kuchlanishiga ega gaz-yorug'lik quvurlarini yasash mumkin. Shunday qilib, masalan, bariy qatlami bilan qoplangan ikkita temir barglari elektrodlar bo'lib xizmat qiladigan neon chiroqda, bariy uchun elektronlarning kichik ish funktsiyasi tufayli, katod potentsialining tushishi faqat taxminan 70 V. Shuning uchun, chiroq an'anaviy yoritish tarmog'ida yoqilganda allaqachon yonadi. Bunday lampalar turli xil uskunalarda (indikator lampalar) signalizatsiya qilish uchun ishlatiladi.
Laboratoriya amaliyotida metallarni katod bilan purkash uchun porlash razryadi qo'llaniladi, chunki porlash razryadidagi katod moddasi asta-sekin bug 'holatiga o'tadi va trubka devorlariga metall cho'kindi shaklida joylashadi.
Katodning chayqalishining sababi, ehtimol, har bir musbat ion katod bilan to'qnashganda, birinchi navbatda o'z energiyasini katod atomlarining kichik guruhiga o'tkazadi. Bu katodning alohida mikroskopik joylarida yuzaga keladigan haroratning kuchli mahalliy o'sishiga olib keladi, bu esa bu joylarda metallning bug'lanishiga olib keladi. Har xil narsalarni katodga qarshi porlash oqimiga joylashtirish orqali ularni bir xil va bardoshli metall qatlami bilan qoplash mumkin bo'ladi. Bu usul, xususan, yuqori sifatli metall nometall ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.
