Досаева Б. Т., Койшыбаев Н., Жаугашева С. А
Атмосфералық қысым кезіндегі газдағы электр разряды
жүктеу/скачать 4.06 Mb.
|
| Атмосфералық қысым кезіндегі газдағы электр разряды. Тек тосын ионизатордың әсерінен ғана болатын газдағы разряд өздік емес разряд деп аталады. Бұл разрядты тыныш разряд деп те атайды (оны тек өлшеуіш приборлардың көмегімен ғана анықтауға болады). Тосын ионизатордың көмегінсіз-ақ пайда болатын разрядты өздік разряд деп атайды.
Жоғарыда көрсеткеніміздей, газдағы тоқты тасымалдаушылар еркін электрондар және иондар болып табылады. Осы кезде тоқ газ арқылы өткенде, иондар электродтарда разрядталады да, нейтрал молекулаларға айналады, ал электрондар оң электродта жұтылады. Сонымен қатар, тоқтың тасымалдаушыларының бір бөлігі рекомбинация кезінде жоғалып кетеді. Демек, газдағы тоқты белгілі бір деңгейде ұстап тұру үшін тоқты тасымалдаушылардың өне бойы болып отыратын кемуін қайсы-бір тәсілмен толықтырып отыру керек болады. Өздік емес разряд кезінде өзіміз білетіндей, мұны тосын ионизатор атқарады. Ал, өздік разрядтың кезінде мұның ролін тоқтың өзі атқарады. Газдағы тоқтың жаңа тасымалдаушыларын жасаудың бірнеше механизмдері бар. Олардың біреуі – соққы ионизация. Оның қалай пайда болатындығына тоқталайық. Заряды е болатын электронды потенциалы болатын өріс нүктесінен өрістен тыс жерге алып кету үшін осы өрістің күштеріне қарсы е жұмыс атқару қажет. Демек, газ молекуласын иондау үшін қайсы-бір Аи жұмысты атқару қажет, оны мынандай қатынаспен өрнектеуге болады: Аиеи. (3.63) и потенциалды атомның немесе молекуланың ионизация потенциалы деп атайды. Еркін электрон газдың молекуласымен соқтығысқан кезде оны иондай алу үшін электронның соқтығысар алдындағы Wк кинетикалық энергиясы Аи ионизация жұмысына тең не одан үлкен болу керек, яғни Wк Аи. (3.64) Осы энергияны электрон газда сыртқы электр күштерінің әсерінен еркін өту жолында алу керек, себебі электрон өзінің әрбір соқтығысуынан кейін өріс бойымен бағытталған қозғалысының жылдамдығын жоғалтады да, жаңадан үдей бастайды. Электронға әсер ететін күш е (мұндағы – өрістің кернеулігі), ал электронның жүріп өтетін жолы , сондықтан Wk=Ee, немесе mv2/2=Ee , (3.65) мұндағы m – электронның массасы, ал v – оның молекулаға соқтығасар алдындағы жылдамдығы. Атмосфералық қысым кезіндегі электронның еркін өту жолы азғантай болғандықтан, соққылық ионизация пайда болу үшін газдағы өрістің кернеулігі Е жеткілікті үлкен шамада болуы тиіс. Сондықтан да соққылық ионизация атмосфралық қысым кезінде тек жоғары кернеу жағдайында ғана пайда болады. Егер электродтардағы кернеуді бірте-бірте арттырса, онда оның қайсы-бір мәні кезінде өрістің кернеулігі соққылық ионизацияның пайда болуына жеткілікті болады. Соққылық ионизацияға әкелетін соқтығысулар саны әуелі онша көп емес, бірақ кернеумен бірге артып отырады. Соққылық ионизация кезінде пайда болатын екінші реттік электрондар өріспен үдетіледі және ионизацияға қатысады. Ақыры, электродтардағы белгілі кернеу кезінде әрбір электрон жоғалар алдында ең болмағанда газдың бір молекуласын иондап үлгереді және ең болмағанда бір еркін электронды тудырып үлгереді. Сонда газдағы разряд өзін-өзі ұстап отырумен қатар, соққылық ионизация тасқындық сипат қабылдай алады. Осы кезде тоқты тасымалдаушылардың нөсерлік артуы тоқтың тез өсуіне және газдың электрлік тесілуіне әкеп тірейді. Осындай өз бетінше өтетін разряд үшін бірнеше еркін электронның болуы жеткілікті, ал олар газда әрқашанда бар. Газ молекулаларымен соқтығысқан кезде иондар да соққылық ионизацияны тудыра алады. Енді өздік разряд кезіндегі тоқты тасымалдаушылардың пайда болуының басқа да механизмдерін қарастыра кетейік. Теріс электродтың жоғары температурасы кезінде одан термоэлектрондық эмиссия туады, ол газда біршама еркін электрондар санын тудырады. Одан әрі газдың оң зарядталған иондары теріс электродқа тартылады және де олардың кинетикалық энергиясы жеткілікті жоғары болса, онда олар электродқа келіп соққан кезде, одан электрондарды жұлып ала алады. Бұл құбылыс екінші реттік электрондық эмиссия деп аталады. Қалыпты қысым және салқын катод кезінде екінші реттік электрондық эмиссия тек жоғары кернеу кезінде ғана пайда болады. Егерде катод қыздырылған болса, онда өздік разряд электродтардағы онша үлкен емес кернеу кезінде-ақ пайда болады. Мұндай разрядтың бір мысалы 1802 жылы орыс физигі В.В. Петров ашқан электрлік доға болып табылады. жүктеу/скачать 4.06 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|