Положительный стример
Cтраница 4
 |
Стилизованная временная схема развития искрового канала с отрицательного стержня на плоскость ( ступенчатый лидер. [46] |
Отрицательный объемный заряд вокруг канала лидера составляется избыточным зарядом неразогретых концов стримеров. Его нейтрализация после перекрытия лидером всего промежутка происходит а результате развития положительных стримеров с канала лидера. [47]
Что касается относительно редких случаев положительной молнии, то фактического материала о ней собрано сравнительно мало. Шонланд, Мик и другие исследователи молнии склонны рассматривать лидер положительной молнии как обычный положительный стример, соответствующий в лабораторной практике каналу искрового разряда, распространяющемуся от положительного острия. После достижения этим каналом земли имеет место главный импульс молнии. [48]
При длинном искровом промежутке первоначальная лавина нередко начинает распространяться не непосредственно от катода, а из какой-либо точки разрядного промежутка между катодом и анодом. После того, как в поле напряженности Е3о такая лавина пробежала путь х0, первая ступень положительного стримера распространяется от головки лавины до самого катода, как это показывают наблюдения, проведенные при помощи ячейки Керра. [49]
Обратимся ко второму условию; соблюдение которого необходимо для того, чтобы мог образоваться и расти положительный стример. Основываясь на грубом параллелизме, имеющем место в разряде между явлениями ионизации и возбуждения газа, Леб формулирует это условие так: для образования положительного стримера необходимо наличие в головке лавины концентрации ионов N -, не меньшей некоторой предельной концентрации V-0, соответствующей выходу из головки лавины коротковолновых фотонов, достаточной для поддержания роста стримера. На основании этих данных Леб принимает за предельное значение Nio - 7 10й ион / см3, в первом приближении считает это значение величиной постоянной и пользуется им во всех своих подсчетах. [50]
Положительный стример представляет собой канал газоразрядной плазмы, стремительно вырастающий от анода к катоду. На рис. 176 схематически пояснено, как происходит развитие такого канала. Возникновению положительного стримера предшествует пробег электронных лавин по газоразрядному промежутку. Если концентрация положительных ионов здесь достигает определенной величины ( близкой к 1012 ионам в 1 см3), то, во-первых, обнаруживается интенсивная фотоионизация, во-вторых, электроны, освобождаемые частицами газа, поглотившими фотоны, притягиваются положительным пространственным зарядом в головную часть положительного стримера, и, в-третьих, вследствие фотоионизации концентрация положительных ионов на пути стримера к катоду возрастает. На рис. 176 пути фотонов показаны волнистыми линиями; фотоны выбрасываются в разные стороны из области положительного пространственного заряда ( короткие стрелки указывают направление движения отщепленных электронов); видно, что многие электроны вовлекаются в область наибольшей концентрации положа-тельных ионов-в головную часть положительного стримера. Насыщение электронами пространства, заполненного положительными зарядами, превращает эту область в газоразрядную плазму. [51]
Это соответствует подвижности электронов в условиях опыта. Скорость распространения положительных стримеров оказалась большей, чем скорость роста электронных лавин и чем возможная скорость передвижения электронов в газе при данных условиях, а именно 3 - 4 108 см / сек. [53]
Имеет место также и распространение стримеров, возникающих в какой-либо точке разрядного промежутка между катодом и анодом. Стримеры, распространяющиеся в сторону анода, называют отрицательными стримерами. Так же как и положительные стримеры, они растут быстрее, чем простая лавина электронов. [55]
Поясним взаимное расположение кривых. При одной и той же форме промежутка разрядное напряжение ниже в том случае, когда незаземленный электрод имеет положительную полярность. Для промежутка стержень - заземленная плоскость это объясняется благоприятными условиями развития положительного стримера по сравнению с отрицательным. В промежутке стержень - стержень стримеры ( положительный и отрицательный) развиваются с обоих электродов, и казалось бы безразлично, какова полярность незаземленного электрода. Но, как было показано в § 1 - 10, напряженность поля у незаземленного стержня выше, чем у заземленного, и при положительной полярности незаземленного стержня условия для развития положительного стримера наиболее благоприятные. [56]
Свечение пилотирующего стримера слишком слабо для того, чтобы этот стример мог быть запечатлен на бойсограмме. Пилотирующий стример представляет собой не что иное, как обычное в длинной искре распространение лавины электронов, сопровождаемое периодическим обратным распространением по каналу лавины положительного стримера. Стрельчатый лидер и каждое продвижение вперед ступенчатого лидера представляют собой процесс, аналогичный отрицательному стримеру. [57]
Иное имеет место при более длинных искровых промежутках. Подсчет показывает, что если не придавать слишком большого значения диффузии электронов в стороны, то при равномерном поле даже при сравнительно малых значениях напряженности поля X всегда можно подобрать достаточно большое расстояние от катода х, для того чтобы на этом расстоянии условие ( 686) было соблюдено. Однако это вовсе не обозначает, что на расстоянии х будет соблюдено условие ( 692) и в сторону катода от головки лавины начнет распространяться положительный стример. [58]
Иное имеет место при более длинных искровых промежутках. Подсчет показывает, что при равномерном поле, даже при сравнительно малых значениях напряженности поля Е всегда можно подобрать расстояние от катода х достаточно большое для того, чтобы на этом расстоянии условие ( 99 1) было соблюдено. Однако это вовсе не обозначает, что на расстоянии а; будет соблюдено условие ( 99 7) и в сторону катода от головки лавины начнет распространяться положительный стример. [59]
 |
Схема распространения лидера молнии по Лебу и Кравату. [60] |
Страницы: 1 2 3 4 5