Файл:Радиофронт 1934 г. №17.djvu

Материал из РадиоВики - энциклопедии радио и электроники
Перейти к: навигация, поиск
Выкупить рекламный блок
Ссылка на страницу индекса

ИОНИЗАЦИЯ ГАЗА

Это действие электронов на окружающие частицы газа иногда приходится наблюдать и радиолюбителю в электронной лампе. МЫ имеем в виду явление ионизации, которое обычно сопровождается свечением газа. Такое свечение наверно приходилось видеть каждому радиолюбителю в плохо обезгаженпых лампах при больших анодных напряжениях.

Механизм ионизации можно представить себе следующим образом. Молекула газа содержит как положительные, так и отрицательные элементарные частицы. В нормальном состоянии молекула содержит одинаковое число тех и других частиц и поэтому она нейтральна — ее суммарный электрический заряд равен нулю. Часть отрицательных частиц, т. е. электронов, входящих в состав молекулы, расположена во внешних слоях молекулы и удерживается притяжением других (внутренних) частей молекулы, которые без внешних электронов имеют суммарный положительный заряд.

Если к молекуле газа приближается извне «посторонний» электрон, то появляются силы взаимодействия (отталкивания) между «посторонним» электронам и внешними электронами молекулы.

Под действием этих сил, если они достаточно велики, внешний электрон молекулы может быть сорван со своего места и удален из молекулы. Вместо нейтральной молекулы мы получим две заряженных частицы — электрон и «положительный ион», т. е. молекулу, в которой нехватает

Л

электрона и которая поэтому имеет положительный заряд, равный элементарному заряду; Вот такой процесс распадения нейтральной молекулы на положительный ион и электроны и называется ионизацией газа. Так как изменение расположения внешних электронов в молекуле обычно связано с испусканием света молекулой, то ионизация обычно сопровождается свечением.

Для того чтобы разбить молекулу на положительный ион и электрон, нужно преодолеть силы притяжения, действующие на этот электрон со стороны внутренних частей молекулы. Но чтобы преодолеть эти силы, электрон должен совершить известную работу, т. е. он должен затратить известную энергию из своих запасов, из той кинетической энергии, которой он обладает при движении до того, как он приблизился к (Молекуле, т. е. до «удара» (в дальнейшем мы всякие такие кратковременные взаимодействия частиц будем называть «ударом»). Если электрон движется медленно и. обладает недостаточной кинетической энергией, то он не в состоянии будет ионизировать молекулу. Поэтому ионизацию могут вызвать только достаточно быстрые электроны. Если электроны разгоняются при по¬

мощи электрического поля (а таким именно способом сообщаются скорости электронам почти во всех электронных и ионных приборах — электронной лампе, Брауновской трубке и т. д.), то ионизация наступает только при достаточно большом, «ускоряющем поле», при достаточно большом анодном напряжении. По этой же причине и неоновая лампа вспыхивает только при определенном напряжении, достаточном для того, чтобы вызвать ионизацию содержащегося в лампе газа.

ПРОБЕГ ЭЛЕКТРОНОВ И ПРОТОНОВ

■ Что же происходит с вызвавшим ионизацию «посторонним» электроном после удара? Так как он затратил часть своей энергия на удаление электрона из молекулы, то его собственная энергия стала меньше, т. е. ом потерял часть своей скорости. Вместе с тем вследствие взаимодействия с {выбитым электроном он должен был бы изменить направление своего движения.

Если энергия летящего электрона мала (немногим больше той, которая необходима для ионизации одной молекулы газа), то электрон после нескольких соударений потеряет всю свою скорость. Он создаст на своем пути всего несколько ионов.

Но если скорость «постороннего» электрона до удара была очень велика — гораздо больше той минимальной, которая необходима, чтобы ионизация возникла,— то в результате удара скорость «постороннего» электрона изменится очень незначительно (так как он отдаст очень малую долю своей энергии); направление же электрона при ударе останется практически неизменным. Нас в дальнейшем будут интересовать именно такие случаи, когда скорость «постороннего» электрона очень велика, и поэтому мы можем считать, что после удара он летит ' по своему прежнему пути и имеет' только немного меньшую скорость, чем до удара. Если он встретит на своем пути новую молекулу газа, то он и ее ионизует, не изменяя заметно своего пути и 'потеряв только малую часть своей скорости. Когда на пути быстролегящего электрона находится много молекул, то он вызовет их ионизацию, отдавая при встрече.с каждой молекулой некоторую малую порцию энергии. Поэтому, чем дальше летит электрюн, тем меньше становится его энергия; в конце концов он растеряет при соударениях с молекулами всю свою кинетическую энергию. Тот путь, который пройдет электрюн, пока не растеряет всю свою энергию, называется «длиной прюбега» электрюна. Очевидно, что длина прюбега будет тем больше, чем больше начальная скорость, а значит и начальная энергия электрона, так как этой энергии хватит на большее число соударений. С другой стороны, длина прюбега будет тем больше, чем меньше молекул встретит электрюн на одном сантиметре своего пути, т. е. чем меньше плотность, газа, сквозь который летит электрон. Поэтому ясно, что длина прюбега электрона в разных случаях может быть совершенно различной. Нам придется дальше говорить об электронах, у которых длина свободного пробега в воздухе при атмосферном давлении достигает десятков и даже сотен сантиметров. На каждом сантиметре своего пути эти электрюны создают сотни и даже тысячи ионов.

Число ионов (или число «пар ионов», как говорят, считая за пару положительный ион и электрюн), которое создает летящий электрон на


1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52
Перейти на страницу


Исходный файл(1985 × 2834 пикселей, размер файла: 3,06 МБ, MIME-тип: image/vnd.djvu, 52 страницы)

Importing file

История файла

Нажмите на дату/время, чтобы просмотреть, как тогда выглядел файл.

Дата/времяМиниатюраРазмерыУчастникПримечание
текущий19:57, 17 июля 2014Миниатюра для версии от 19:57, 17 июля 20141985 × 2834, 52 страницы (3,06 МБ)Admin (обсуждение | вклад)Importing file
00:29, 31 мая 2014Миниатюра для версии от 00:29, 31 мая 20141985 × 2834, 52 страницы (2,8 МБ)Maintenance script (обсуждение)Importing file
  • Вы не можете перезаписать этот файл.

Следующая 1 страница ссылается на данный файл: