Фотонная ионизация

Cтраница 1

Фотонная ионизация приводит к развитию в газе каналов повышенной электропроводности - так называемых стримеров. Теория стримеров была предложена Миком и Лебом в 1940 г. и уточнена советскими учеными. [1]

В результате ударной и фотонной ионизации и выбивания электронов из катода положительными ионами и фотонами количество ионов и электронов во всем объеме газа резко ( лавинообразно) возрастает. Для существования лта в газе теперь уже не нужен - ] внепь ний ионизатор. Газовый разряд становится самостоятельным. Описанный процесс самоионизации газа схематически показан на рис. 208, где нейтральные молекулы изображены белыми кружками, положительные ионы - кружками со знаком плюс, электроны - черными кружками, фотоны - волнистыми линиями. [2]

В результате ударной и фотонной ионизации и выбивания электронов из катода положительными ионами и фотонами количество ионов и электронов во всем объеме газа резко ( лавинообразно) возрастает. Для существования тока в газе теперь уже не нужен внешний ионизатор. Газовый разряд становится самостоятельным. Описанный процесс самоионизации газа схематически показан на рис. 208, где нейтральные молекулы изображены белыми кружками, положительные ионы - кружками со знаком плюс, электроны - черными кружками, фотоны - волнистыми линиями. [3]

Пробой газа обусловливается явлением ударной и фотонной ионизации. Пробой жидких диэлектриков происходит в результате ионизационных и тепловых процессов. Одним из главнейших факторов, способствующих пробою жидкостей, является наличие в них посторонних примесей. Пробой твердых тел может вызываться как электрическим, так и тепловым процессами, возникающими под действием поля. [4]

Искровой разряд обусловлен ионными и электронными лавинами, вызванными ударной и фотонной ионизацией и выбиванием электронов из катода положительными ионами. При этих процессах выделяется большое количество энергии. Поэтому газ в канале разряда нагревается до очень высокой температуры ( порядка 10 град), чем и обусловлено его свечение. Треск искрового разряда обусловлен звуковыми волнами, возникающими лрл - резком-рас - ширении нагревающегося в канале газа. [5]

В областях неравномерного электрического поля - у поверхности электродов с малым радиусом кривизны - при нормальной и повышенной плотностях газа наблюдается особый тип разряда - коронный разряд. При коронном разряде, так же как и при искровом, большую роль играют фотонная ионизация газа и вызываемое ею развитие стримеров. В короне имеют место прерывистые явления, которые сказываются в характерном шипении короны. [6]

Объяснение искрового разряда дается на основе стримерной теории, согласно которой возникновению ярко светящегося канала искры предшествует появление слабосветящихся скоплений ионизованного газа - стримеров. Стримеры возникают не только в результате образования электронных лавин посредством ударной ионизации, но и в результате фотонной ионизации газа. Лавины, догоняя друг друга, образуют проводящие мостики из стримеров, по которым в следующие моменты времени и устремляются мощные потоки электронов, образующие каналы искрового разряда. Из-за выделения при рассмотренных процессах большого количества энергии газ в искровом промежутке нагревается до очень высокой температуры ( примерно 104 К), что приводит к его свечению. Быстрый нагрев газа ведет к повышению давления и возникновению ударных волн, объясняющих звуковые эффекты при искровом разряде - характерное потрескивание в слабых разрядах и мощные раскаты грома в случае молнии, являющейся примером мощного искрового разряда между грозовым облаком и Землей или между двумя грозовыми облаками. [7]

Объяснение искрового разряда дается на основе стрнмерной теории, согласно которой возникновению ярко светящегося канала искры предшествует появление слабосве-тяшихся скоплений ионизованного газа - стримеров. Стримеры возникают не только в результате образования электронных лавин посредством ударной ионизации, но и в результате фотонной ионизации газа. Лавины, догоняя друг друга, образуют проводящие мостихи из стримеров, по которым в следующие моменты времени и устремляются мощные потоки электронов, образующие каналы искрового разряда. Из-за выделения при рассмотренных процессах большого количества энергии газ в искровом промежутке нагревается до очень высокой температуры ( примерно 10 К), что приводит к его свечению. Быстрый нагрев газа ведет к повышению давления, и возникновению ударных волн, объясняющих звуковые эффекты при искровом разряде - характерное потрескивание в слабых разрядах и мощные раскаты грома в случае молнии, являющейся примером мощного искрового разряда между грозовым облаком и Землей или между двумя грозовыми облаками. [8]

Объяснение искрового разряда дается на основе стримерной теории, согласно которой возникновению ярко светящегося канала искры предшествует появление слабосветящихся скоплений ионизованного газа стримеров. Стримеры возникают не только в результате образования электронных лавин посредством ударной ионизации, но и в результате фотонной ионизации газа. Лавины, догоняя друг друга, образуют проводящие мостики из стримеров, по которым в следующие моменты времени и устремляются мощные потоки электронов, образующие каналы искрового разряда. Из-за выделения при рассмотренных процессах большого количества энергии газ в искровом промежутке нагревается до очень высокой температуры ( примерно К) 4 К), что приводит к его свечению. Быстрый нагрев газа ведет к повышению давления и возникновению удар - Huix волн, объясняющих звуковые эффекты при искровом разряде характерное потрескивание в слабых разрядах и мощные раскаты грома в случае молнии, являющейся примером мощного искрового разряда между грозовым облаком и Землей или между двумя грозовыми облаками. [9]

Испускание фотонов проявляется в свечении газа. Кроме того, фотон, поглощаемый какой-нибудь из молекул газа, может ионизировать ее; такого рода ионизация называется фотонной ионизацией. Наконец фотон, попадающий на катод, может выбить из него электрон ( внешний фотоэффект), который затем вызовет ударную ионизацию нейтральной молекулы. [10]

Схема развития отрицательного стримера. [11]

Измерение времени, в течение которого в газе благодаря развитию лавин образуются каналы повышенной электропроводности, показало, что в данном случае большую роль играет фотонная ионизация. [12]

Электрон, движущийся под действием поля, ионизирует газовые молекулы, когда скорость его движения выше 1000 км / сек. Фотон поглощается какой-либо другой молекулой, которая, в сврю очередь, может ионизироваться. Внутренняя фотонная ионизация газа благодаря большой скорости распространения излучения приводит к особенно быстрому развитию каналов повышенной электропроводности в разрядном промежутке газа. [13]

Схематическое изображение распространения стримера при пробое газа. [14]

В ряде случаев электрон, разогнанный полем, может не ионизировать молекулу, а привести ее в возбужденное состояние - вызвать изменение в движении электронов, связанных с молекулой; в следующий момент эта возбужденная молекула отдает свою избыточную энергию в форме излучения - испускает фотон. Фотон поглощается какой-либо другой молекулой, которая при этом может ионизироваться. Такая внутренняя фотонная ионизация газа благодаря большой скорости распространения излучения приводит к особенно быстрому развитию в разрядном промежутке каналов с повышенной проводимостью газа. [15]

Страницы: 1 2