Cтраница 3
В газе при атмосферном давлении, например для углеводородов с достаточно большим молекулярным весом, К 10 5 ч - 10 - 4 см. Таким образом, следующая ионизация, или электронное возбуждение произойдет на расстоянии - 103 А от места рождения вторичного электрона, после чего у него останется энергия, достаточная для осуществления еще примерно одной ионизации и одного электронного возбуждения. Электроны с энергией ниже первого потенциала возбуждения могут диффундировать еще на значительное расстояние от места рождения. [31]
С подобным же положением мы встречаемся во всех случаях, когда в физике используются статистические представления. Если кинетическая энергия электрона меньше, чем первый потенциал возбуждения атома, столкновение будет упругим: электрон не теряет энергии. В таком случае мы можем спросить: в каком направлении отклонится электрон в результате столкновения. Классическая теория рассматривает каждое такое столкновение как причинно обусловленное. Если в точности известны положения и скорости всех электронов в атоме, а равно - и сталкивающегося с атомом электрона, можно заранее подсчитать его отклонение. [32]
Подобную ситуацию мы имеем в физике во всех случаях, где используются вероятностные методы. Если кинетическая энергия столкновения меньше, чем первый потенциал возбуждения атома, то столкновение упругое: электрон не теряет энергии. Тогда мы можем спросить, в каком направлении отклоняется электрон в результате столкновения. Классическая теория рассматривает каждое такое столкновение как причинно определенное. Если бы было известно точное положение и скорость всех электронов в атоме и сталкивающегося электрона, то отклонение можно было бы рассчитать заранее. Но, к сожалению, нам опять не доступна эта информация о деталях системы; мы снова должны довольствоваться средними величинами. Обычно забывают, что для того, чтобы их получить, мы должны сделать предположение о равновероятных конфигурациях. [33]
Опыт показал, что дуга с катодом постороннего накала может гореть вполне устойчиво при напряжениях, меньших Un, когда, казалось бы, исключена возможность не только прямой, но и ступенчатой ионизации. Известны случаи горения разряда даже при отрицательном потенциале анода. Дуги, горящие при потенциалах, меньших первого потенциала возбуждения Ur ], называют низковольтными. [34]
В низковольтной дуге разряд поддерживается при потенциале, более низком, чем ионизационный потенциал газа. Если потенциал горения лежит в пределах между первым потенциалом возбуждения и ионизационным потенциалом, то такая низковольтная дуга называется нормальной. Для иллюстрации приводим в таблице 35 цифры, характеризующие явления низковольтной дуги в различных газах. [35]
Если при таком столкновении электрон возбуждает атом, передавая ему свою кинетическую энергию, то сам он должен потерять такое же количество энергии. Если откладывать по оси абсцисс разность потенциалов ( /, а по оси ординат ток / на анод Р, то получим плавно возрастающую кривую, аналогичную характеристике электронной лампы. Когда, увеличивая U, мы дойдем до первого потенциала возбуждения, те из электронов, которые столкнутся с атомами газа и переведут их в возбужденное состояние, будут после столкновения иметь скорость, близкую к нулю, и выпадут из числа электронов, образующих наблюдаемый нами ток. Если этот эффект будет значителен, кривая, изображающая ток, резко загнется книзу. [36]
Неупругие соударения второго рода происходят при столкновениях с возбужденными частицами газа не только электронов, но и других частиц. Существование неупругих столкновений второго рода, приводящих к увеличению скорости свободных электронов в газе, наглядно доказано опытами Лейпунского и Латышева ( [695], стр. Между катодом и первой сеткой N накладывалось напряжение И, меньшее, чем первый потенциал возбуждения ртути. Электроны испытывали лишь упругие столкновения. Между второй сеткой N2 и пластинкой Р накладывалось задерживающее напряжение, несколько большее, чем И пластинка Р находилась при потенциале более низком, чем потенциалы катода, так что ни один электрон не попадал на нее. [37]
Неупругие соударения второго рода происходят при встрече с возбужденными частицами газа не только электронов, но и других частиц. Существование неупругих соударений второго рода, приводящих к увеличению скорости свободных электронов в газе, наглядно доказано опытами советских физиков А. Между катодом и первой сеткой С1 накладывалось напряжение J / GIT меньшее, чем первый потенциал возбуждения ртути. Электроны испытывали лишь упругие столкновения. Cl; поэтому пластинка Р находилась при потенциале более низком, чем потенциалы катода, так что ни один электрон не попадал на нее. [38]