Cтраница 4
Применение закона подобия не ограничивается переходом разряда из несамостоятельного в самостоятельный. Подобие двух разрядов основано на том, что энергия электронов в соответствующих точках увеличивается при одном свободном пробеге в среднем на одну и ту же величину. O внимание не только процессы ионизации и возбуждения при неупругих соударениях электронов с атомами и молекулами, но и другие процессы, то детальное рассмотрение показывает, что подобие разрядов сохраняется при наличии процессов: диффузии электронов и ионов, образования отрицательных ионов, взаимной рекомбинации ионов в объеме газа при больших давлениях, рекомбинации на поверхности стенок и электродов, выделения электронов из катода под действием положительных ионов и метастабильных атомов ( при условии одной и той же работы выхода) и ионизации соударениями второго рода при одной и той же процентной концентрации примеси к основному газу. [46]
В общем при соударении двух частиц происходит взаимный обмен кинетической и потенциальной энергии. Если при этом не происходит изменения в общей кинетической энергии частиц, то говорят об упругом соударении. Если же какая-то часть кинетической энергии той или другой частицы превращается в потенциальную энергию, то соударение называется неупругим первого рода, причем говорят об активации или возбуждении того атома или молекулы, который повышает свою потенциальную энергию. При соударении второго рода одна из частиц теряет некоторую часть своей внутренней энергии, причем увели-чиваетвя общая кинетическая энергия сталкивающихся частиц. Результатом таких столкновений может быть ионизация, диссоциация или активация молекул. Клейн и Росселянд ( Klein и Rosseland) 4r первые ввели понятие об ударах второго рода и рассмотрели равновесие между атомами, электронами и излучением. [47]
В смеси возникают новые явления, часто новее не имеющие места в чистых компонентах ее. Для иллюстрации приводим кривые U3 - f ( pd) ( рис. 100) для смесей водорода и азота. Мы видим, что при некоторых концентрациях водород понижает потенциал зажигания смеси, при других-повышает. Большую роль в явлениях понижения напряжения зажигания играют иеупругио соударения второго рода. [48]
Величина - g F7 Для большинства двухатомных молекул имеет значение, близкое к 2 10 - 15 эрг. Поэтому вращательные уровни молекул газа оказываются уже возбужденными при комнатной температуре и тем более при несколько повышенной температуре газа в разряде. Этот избыточный запас энергии вращения молекул и сравнительно малое количество энергии, необходимое для перехода на более высокие вращательные уровни или освобождающееся при обратном переходе, играют значительную роль в газовом разряде. На такие переходы тратится энергия медленных электронов при их соударениях с двухатомными молекулами. За счет таких же переходов при соударениях второго рода между возбужденной молекулой и атомом в последнем происходят переходы между двумя близкими электронными уровнями. [49]
На основании данных табл. 21 следует признать, что в сухих смесях с избытком водорода ( табл. 22) наблюдаются значительно более низкие давления. Волю и Магату удалось доказать, что по мере увеличения добавляемого к исходной смеси количества паров воды постепенно восстанавливается нормальное давление взрыва, причем для полного восстановления давления достаточно парциального давления паров воды, равного 1 3 мм Hg. Далее, как показали Воль и Эльбе, в опытах с исходными давлениями между % и 3 атм, в сухих смесях отклонения от нормального давления взрыва уменьшаются с увеличением исходного давления. Падение давления взрыва вызывается потерями энергии на люминесцентное излучение в зоне реакции. При реакции образуются возбужденные до высоких колебательных уровней молекулы Н2О и ОН, которые и обусловливают излучение, если только не происходит тушения благодаря соударениям второго рода с подходящими молекулами. Невозбужденные молекулы разбавляющей воды должны весьма эффективно подавлять излучение, поскольку соударяющиеся частицы обладают одинаковыми собственными частотами. Кроме того, следует ожидать, что рост давления также подавляет излучение. [50]
На основании данных табл. 21 следует признать, что в сухих смесях с избытком водорода ( табл. 22) наблюдаются значительно более низкие давления. Волю и Магату удалось доказать, что по мере увеличения добавляемого к исходной смеси количества паров воды постепенно восстанавливается нормальное давление взрыва, причем для полного восстановления давления достаточно парциального давления паров воды, равного 1 3 мм Hg. Далее, как показали Воль и Эльбе, в опытах с исходными давлениями между Уг и 3 атм, в сухих смесях отклонения от нормального давления взрыва уменьшаются с увеличением исходного давления. Падение давления взрыва вызывается потерями энергии на люминесцентное излучение в зоне реакции. При реакции образуются возбужденные до высоких колебательных уровней молекулы Н2О и ОН, которые и обусловливают излучение, если только не происходит тушения благодаря соударениям второго рода с подходящими молекулами. Невозбужденные молекулы разбавляющей воды должны весьма эффективно подавлять излучение, поскольку соударяющиеся частицы обладают одинаковыми собственными частотами. Кроме того, следует ожидать, что рост давления также подавляет излучение. [51]