через газы почти во всех случаях сопровождается более или Менее интенсивным свечением газа и очень часто (разряды в открытом воздухе) более или менее сильными звуковыми эффектами (гром при грозовых разрядах).
Газы, защищенные от всяких внешних воздействий, при обычных температурах являются очень хорошими изоляторами, т. к. не содержат ионов или электронов. Образование в газе заряженных частиц, ионов (см. Ионизация), происходит, с одной стороны, под действием ряда внешнйх причин: поглощения световой радиации (ультрафиолетовых лучей й рентгеновских лучей, см.), радиоактивных и космических излучений, термоионной эмиссии (см. Ричардсона эффект) й других процессов выделения электронов йа поверхности граничащих с газом тел; термической ионизации атомов или молекул газа, происходящей при значительном повышении температуры газа и аналогичной химической диссоциаций молекул.
С другой стороны, ионизация газа происходит путем ряда специфических элементарных процессов, Имеющих место при разряде: ионизации при неупругих соударениях с атомами или молекулами газа свободных электронов (см. Ионизационный потенциал), а такйсе й положительных ионов й возбужденных, в том чйсле метастабильных атомов (см. Метастабильное состояние); ступенчатой ионизации; процессов перезарядки ионов и атомов.
Если при Р. в г. эти внутренние процессы отсутствуют или не могут сами по себе создать необходимого для постоянного поддержания разряда числа заряженных частиц, то разряд прекращается при устранении внешнего, ионизирующего tas, воздействия.
Такой разряд называется несамостоятельным. Если же разряд поддерживает необходимое для своего существования чйсло заряженных частиц путем перечисленных выше внутренних процессов, то разряд продолжается независимо от прекращения внешнего Ионизирующего воздействия и называется самостоятельным. Если постепенно увеличивать разность потенциалов между катодом и анодом газового промежутка, начиная от ноля, то возникает сперва несамостоятельный разряд. При достижении определенной в каждом данном случае разности потенциалов между электродами разряд становится самостоятельным. Вместе с тем резко увеличивается сила разрядного тока и интенсивность сопровождающих разряд световых й звуковых эффектов.
Эта критическая разность потенциалов называется потенциалом зажигания разряда, или пробойным потенциалом. Самый переход разряда в самостоятельный называется пробоем газового промежутка. Наиболее существенным процессом ионизации, поддерживающим самостоятельный разряд, является ионизация атомов и молекул газа при соударении с ними свободных электронов. Ионизация газа ударами электронов характеризуется коэффициентом а, введенным Таунсендом, равным числу ионизаций, производимых одним свободным электроном при данных условиях, на пути в 1 см, при продвижении электрона от катода к аноду (а — функция напряженности Е электрич. поля разряда). В очень широких пределах эту зависимость вместе с зависимостью коэффициента от плотности газа можно записать так:т. е. при одинаковых отношениях — мы имеем и одинаковые отношения — (р — давление газа).
Для /,( — ) найдено довольно близко выражающее эту функциональную зависимость полуэмпирическое выражение:
а = р . Cje
Е.
При очень малом, а = 0.
Если из катода вылетает нек-рое число электронов, то на пути к аноду эти электроны при достаточно большом ~ ионизируют частицы при столкновениях газа, и число свободных электронов по мере возрастания расстояния от катода х увеличивается по закону п = nQeax в. случае равномерного поля (постоянное) и по за'
'
X
Jadx. о
кону п = пое в случае поля неравномерного. Это явление называют нарастанием лавины электронов. — Одной ионизации ударами электронов еще недостаточно для поддержания самостоятельного разряда, т.' к. свободные электроны, как вылетевшие из катода, так и образованные при ионизации частиц газа; улетают к аноду и выходят о из разрядного промежутка. Необходимо еще постоянное пополнение числа свободных электронов у катода. Электроны выходят из катода под действием термоионной й автоэлектронной (см. ниже) эмиссии, под действием непосредственных ударов о катод положительных ионов, а также возбужденных метастабильных и быстрых нейтральных атомов, й вследствие фотоэффекта, вызываемого излучением, возникающим в самом разряде. В тех случаях, когда нет термоионной или автоэлектронной эмиссии, процесс выхода электронов с поверхности катода характеризуется коэффициентом Таунсенда у, равным числу выходящих из катода электронов, отнесенному к одному попадающему на катод положительному иону.
В Р. в г. существенйую роль играют пространственные заряды (см. Объемный заряд) — преобладание заряженных частиц одного какого-либо знака в данной области разряда. В случае плоского катода и анода и очень слабого тока поле между электродами — равномерное, распределение потенциала соответствует прямой ОА (рис.). При прохождении электронных лавин (вызванных, напр., фотоэффектом от постороннего падающего на катод света) через разрядный промежуток электроны уходят из этого промежутка быстрее, чем положительные ионы, и здесь образуется положи. тельный пространственный заряд. Распределение потенциала, связанное с пространственным зарядом уравнением Пуассона, соответствует. уже не прямой, а выпуклой кривой ОБА (рис.). Для того чтобы разряд мог быть самостоятельным, нужно, чтобы электронов, вылетающих за какой-либо промежуток времени, производили на пути к аноду столько ионизаций и возбуждали столько атомов,
