Іонізація газів
Перш за все нас цікавить іонізація газів під дією електричного поля, але при цьому не варто забувати про те, що в газах можлива термічна іонізація під дією високої температури (теплового випромінювання).
Трохи про процес іонізації сказано вище. Кожен газ має своє граничне значення напруженості електричного поля, при якому відбувається іонізація. Справа в тому, що для того, щоб розірвати диполь, необхідно вирвати електричним полем хоча б один електрон. Тоді диполь стає нестійким і розпадається на атоми, а так як їм бракує електронів, то відповідно виходять катіони (+ q).
Позитивні іони починають рухатися під дією кулонівських сил в сторону катода, а звільнені електрони в сторону анода. Утворюється електричний потік, тобто струм. Так як енергія катіонів в газі і вирваних вже вільних електронів висока, відбуваються взаємні зіткнення новоутворених вільних носіїв зарядів (катіони і електрони) з пов’язаними в диполі атомами молекул газу. Це в свою чергу викликає подальшу ще більшу іонізацію, нова партія знову атакує залишилися диполі, що призводить до появи ще більшої партії вільних зарядів обох типів.
Цей процес росте в геометрично і називається геометричною прогресією, також називають його обвальним і ланцюговою реакцією. Чи є межа такої лавині? Перш за все він обмежений кількістю бере участь газу, який може знаходиться в деякому закритому об’ємі простору (запаяна колба). Наступна перешкода – це потужність джерела електричного поля. Крім потужності лавиноподібний іонізація може бути обмежена різницею потенціалів джерела струму.
Якщо звичайний газ, не підданий іонізації, має лише незначна кількість вільних носіїв зарядів, а джерело електричного струму має недостатній потенціал для лавиноподібно іонізації, тоді газ поводиться як звичайний діелектрик і проявляє ізолюючі властивості більше, ніж провідні. Електричний струм в газі в цьому випадку є, але він незначний.
Коли звичайний газ піддається іонізації будь-яким із способів, то його провідні властивості значно поліпшуються. У газі відбувається розряд. Цілком можливо створити такі умови, що цей розряд буде існувати стабільно, а значить ми отримаємо деякий стійкий струм в газі.
Related posts:
- Фізика електричного струму у металах У цьому розділі ми приступаємо до докладного вивчення того, як здійснюється проходження електричного струму в різних провідних середовищах – твердих тілах, рідинах і газах. Нагадаємо, що необхідною умовою виникнення струму є наявність в середовищі досить великої кількості вільних зарядів, які можуть почати впорядкований рух під дією електричного поля. Такі середовища якраз і називаються провідниками електричного […]...
- Несамостійний і самостійний розряди в газах Зберемо електричний ланцюг, що містить джерело струму, вольтметр V, амперметр A і дві металеві пластини, розділені повітряним проміжком (рис. 1). Якщо помістити поблизу повітряного проміжку іонізатор D, то в ланцюзі виникне електричний струм. зникаючий з припиненням дії іонізатора. Рекомбінація іонів відбувається і під час дії іонізатора, але при цьому настає динамічна рівновага між виникаючими і […]...
- Електричний струм в газах – реферат Електричним струмом називають потік, який обумовлений впорядкованим рухом електрично заряджених частинок. Рух зарядів прийнято за напрямок електричного струму. Електричний струм може бути короткочасним і тривалим. Поняття електричного струму При грозовому розряді може виникнути електричний струм, який називають короткочасним. А для підтримки струму протягом тривалого часу необхідна наявність електричного поля і вільних носіїв електричного заряду. Електричне […]...
- Вільні носії електричного заряду в газах При кімнатних температурах гази майже не проводять електричний струм, т. к. складаються з нейтральних атомів, тобто є діелектриками. Нагріваючи або опромінюючи ультрафіолетовим світлом, рентгенівськими променями або іншим видом випромінювання атоми газу отримують додаткову енергію, що може призвести до іонізації. Так, наприклад, при нагріванні за рахунок збільшення швидкості молекул деякі з них при зіткненнях один з […]...
- Фізика провідника в електричному полі Якщо полюса батарейки замкнути металевим дротом, по ній піде електричний струм. Замінимо дріт скляною паличкою – ніякого струму не виникне. Метал є провідником, а скло – діелектриком. Провідники відрізняються від діелектриків наявністю вільних зарядів – заряджених частинок, положення яких не пов’язане з якоюсь крапкою всередині речовини. Вільні заряди приходять в рух під дією електричного поля […]...
- Електричний струм у металах Метали в твердому стані, як відомо, мають кристалічну будову. Частинки в кристалах розташовані в певному порядку і утворюють просторову (кристалічну) решітку. У вузлах кристалічної решітки металу розташовані позитивні іони, а в просторі між ними рухаються вільні електрони. Вільні електрони не пов’язані з ядрами своїх атомів. Негативний заряд всіх вільних електронів за абсолютним значенням дорівнює позитивному […]...
- Іонна провідність У металах, як ви пам’ятаєте, є лише один тип вільних зарядів – це вільні електрони. В електролітах ситуація інша: тут виникають вільні заряди двох типів. 1. Позитивні іони, що утворилися з атомів металів або водню. 2. Негативні іони – атомні або молекулярні кислотні залишки (наприклад, Cl-або SO2-), а також гідроксильна група OH-. Друга відмінність від […]...
- Процес електролізу Вся суть процесу електролізу полягає в перетворенні іонів розчину (розплаву) в атоми через додавання або відібрання електронів. Така зміна відбувається завдяки зовнішній електричного кола, в якій існує електричний струм. В такому колі обов’язково є джерело електрики, який є постачальником електронів на одному електроді – катоді, і своєрідним насосом викачувати електрони на іншому електроді – аноді. […]...
- Напрямок електричного струму Напрямок руху заряджених частинок, що утворюють струм, залежить від знаку їх заряду. Позитивно заряджені частинки будуть рухатися від “плюса” до “мінуса”, а негативно заряджені – навпаки, від “мінуса” до “плюса”. В електролітах і газах, наприклад, присутні як позитивні, так і негативні вільні заряди, і струм створюється їх зустрічним рухом в обох напрямках. Яке ж з […]...
- Електричне поле в діелектриках і в провідниках Само собою зрозуміло, що електричне поле може існувати не тільки в вакуумі, а й усередині речовини, бо електричні сили можуть діяти і всередині різних тіл. При цьому, однак, треба мати на увазі істотна відмінність між провідниками і діелектриками. У провіднику є електричні заряди, вільно переміщаються під дією електричних сил. У діелектрику ж рух зарядів під […]...
- Швидкість спрямованого руху зарядів Коли ми включаємо в кімнаті світло, нам здається, що лампочка загоряється миттєво. Швидкість поширення струму по проводах дуже велика: вона близька до 300 000 км / с (швидкості світла у вакуумі). Якби лампочка перебувала на Місяці, вона запалилася б через секунду з невеликим. Однак не слід думати, що з такою грандіозною швидкістю рухаються вільні заряди, […]...
- Електричний струм в металах Метали у твердому стані мають кристалічну будову. Частинки в кристалах розташовані в певному порядку, утворюючи просторову (кристалічну) грати. Як вам вже відомо, в будь-якому металі частина валентних електронів залишає свої місця в атомі, в результаті чого атом перетворюється в позитивний іон. У вузлах кристалічної решітки металу розташовані позитивні іони, а в просторі між ни-ми рухаються […]...
- Ідеальний провідник електрики Давайте уявимо ідеальний провідник електрики, де є одні тільки вільні заряди – електрони. В реальності такого провідника не існує, є лише наближення до нього, але уявити такий провайдер електрики цілком можливо. Що ж ми маємо в якості ідеального провідника? Найпростіше його представити як показано на малюнку у вигляді прямокутного бруска, в якому існують вільні електрони. […]...
- Вільні електрони Метали в твердому стані мають кристалічну структуру: розташування атомів в просторі характеризується періодичною повторюваністю і утворює геометрично правильний малюнок, званий кристалічною решіткою. Атоми металів мають невелике число валентних електронів, розташованих на зовнішній електронній оболонці. Ці валентні електрони слабо пов’язані з ядром, і атом легко може їх втратити. Коли атоми металу займають місця в кристалічній решітці, […]...
- Електричний струм. Що таке електричний струм Електричний струм (струм) – це абсолютно точний термін, оскільки в електричному ланцюзі, підключеної до джерела живлення, існує спрямований рух електричних зарядів (електронів) під дією сил електричного поля. Точний також термін “електричне коло”, так як для руху електричних зарядів необхідно мати замкнутий електричний контур (канал) між позитивним і негативним полюсами джерела живлення. Якщо контур обірваний, то […]...
- Електронно-дірковий перехід – коротко Ізольований кристал n-типу електрично нейтральний, сума позитивних і негативних зарядів у ньому дорівнює нулю. Кількість атомів, що позбулися одного електрона і перетворилися на позитивні іони, суворо дорівнює кількості відірвалися від атомів електронів. Чим вища температура, тим більше утворюється вільних електронів. Позитивні іони знаходяться у вузлах кристалічної решітки. Також електрично нейтральний і ізольований кристал р-типу. Однак […]...
- Електричний струм і електропровідність речовини Електричний струм. У речовині, вміщеному в електричне поле, під дією сил поля виникає процес руху елементарних носіїв електрики – електронів або іонів. Рух цих електрично заряджених часток матерії називають електричним струмом. За одиницю сили струму прийнятий ампер (А). Це такий струм, при якому через поперечний переріз провідника щосекунди проходить кількість електрики, рівне 1 Кл. Силу […]...
- Електричний струм Електричний струм – спрямований рух електрично заряджених частинок під впливом електричного поля. Цими частинками є: в провідниках – електрони, в напівпровідниках – електрони і дірки (електронно-діркова провідність), в електролітах – іони (катіони і аніони). Струм характеризується силою струму, яка в системі СІ вимірюється в амперах (А). За напрямок струму прийнято вважати напрямок переміщення позитивно заряджених […]...
- Електричний струм в газах – коротко Гази є поганими діелектриками, які при звичайних умовах вважаються поганими провідниками. Однак в результаті іонізації, гази в них з’являються вільні носії зарядів. Іонізація може відбуватися в результаті різних випромінювань або різких змін інших характеристик середовища. Прикладом появи струму в газах є блискавка, корона на гострих частинах високих дерев, гір, піків на спорудах. В результаті іонізації […]...
- Що таке провідники Давайте уявимо собі ситуацію: візьмемо батарейку і дріт і приєднаємо її до полюсів батарейки. За дроті піде струм і буде йти досить довгий час. А тепер візьмемо скляну трубку і зробимо те ж саме – струм по ній не піде. У чому ж різниця? Різниця в тому, що металевий дріт має в своїй структурі вільні […]...
- Природа струму в металах Нам відомо, що атоми речовини складаються з ядер і електронів, які обертаються навколо цих ядер. Електрони притягуються ядрами, і щоб їх “відірвати”, потрібно докласти деяке зусилля. У такому випадку ми будемо мати позитивно заряджене ядро і негативно заряджені електрони. Виходить, що щоб в провіднику з’явився електричний струм, треба вирвати безліч електронів з пут атомів і […]...
- Вихрове електричне поле Розглянемо нерухомий контур, знаходиться в змінному магнітному полі. Який же механізм виникнення індукційного струму в контурі? А саме, які сили викликають рух вільних зарядів, яка природа цих сторонніх сил? Намагаючись відповісти на ці питання, великий англійський фізик Максвелл відкрив фундаментальна властивість природи: мінливий у часі магнітне поле породжує поле електричне. Саме це електричне поле і […]...
- Самостійний розряд Після проходження точки І сила струму при збільшенні напруги різко зростає – починається самостійний розряд. Зараз ми розберемося, що це таке. Заряджені частинки газу рухаються від зіткнення до зіткнення; в проміжках між зіткненнями вони розганяються електричним полем, збільшуючи свою кінетичну енергію. І ось, коли напруга стає досить великим (та сама точка B), електрони за час […]...
- Електричний струм у рідині Припустимо, що у нас є ванночка з дистильованою (чистої без домішок) водою. У неї опущені два електроди у вигляді вугільних стрижнів. В електричному ланцюзі цих електродів також є: постійне джерело харчування, вимикач, реостат, амперметр і вольтметр. При подачі електроживлення на вугільні стрижні нічого не буде відбуватися, оскільки чиста вода є діелектриком. Тепер ми додамо в […]...
- Електромагнітне поле Ми знаємо з досвіду, що магніти притягують залізо та інші магніти. Навколо них існує магнітне поле. При попаданні в це поле замкнутого проводить контуру, в ньому можливе виникнення електричного струму, тобто, виникнення електричного поля. Це явище відоме і називається електромагнітної індукцією. Однак виникає ряд питань. Чи відрізняється виникло електричне поле від поля нерухомих зарядів? Яку […]...
- Кенотрон – ламповий діод Кенотрон – ламповий діод, найпростіша радиолампа, в якій крім катода, є ще один електрод – анод, який представляє собою порожнистий металевий циліндр, що огинає катод. Обидва електроди поміщають в скляний (керамічний або металевий) балон, з якого відкачано повітря. Властивості кенотрона Для дослідження властивостей кенотрона складемо схему, показану на малюнку. У цій схемі джерело ЕРС Ен […]...
- Класифікація електронних приладів Прилади, принцип дії яких заснований на використанні потоків заряджених частинок, керованих за допомогою електричних або магнітних полів, називають електронними. Електронними приладами прийнято називати підсилювальні пристрої, засновані на електронних ефектах, що відбуваються у вакуумі, виряджених газах, твердих тілах, рідинах, на кордоні їх розділів при впливі на них електричних, магнітних, світлових, акустичних та інших полів. Електронні прилади […]...
- Електричний струм: визначення Електричний струм – являє собою не компенсоване впорядковане переміщення електрично заряджених частинок під дією електромагнітного поля. Подібними частинками можуть бути: в провідниках – електрони, в електролітах і газах – іони (аніони і катіони), в різних напівпровідниках – дірки і електрони (електронно-діркова електрична провідність). Електричний струм повсюдно застосовується в енергетиці для безпосередньої передачі енергії на деякі […]...
- Провідники і діелектрики: визначення Більшість тіл за своїми електричними властивостями можна розділити на провідники і діелектрики. У чому ж між ними відмінність? У тілах, з властивостями провідника, міститься достатня кількість вільних електричних зарядів, які здатні переміщатися під дією електричного поля. Попросту кажучи, ці тіла здатні проводити електричний струм. До провідникам відносяться метали, розчини солей і кислот, тіла людей і […]...
- Що таке напівпровідник? Напівпровідник – це кристалічний матеріал, який проводить електрику не настільки добре, як метали, але й не настільки погано, як більшість ізоляторів. У загальному випадку електрони напівпровідників міцно прив’язані до своїх ядрам. Однак, якщо в напівпровідник, наприклад, в кремній, ввести декілька атомів сурми, що має “надлишок” електронів, то в цьому випадку вільні електрони сурми допоможуть кремнію […]...
- Чим напівпровідники відрізняються від металів Тверді тіла – це метали, напівпровідники і діелектрики. Вони відрізняються один від одного за своїх електронних властивостях. Електропровідність твердих тіл визначається властивостями електронів. Що таке напівпровідники і метали Напівпровідники відносяться до металів, до твердих тіл. До їх числа належать германій, кремній, миш’як і ін, а також різні сплави і хімічні сполуки. Метали – це тверді […]...
- Опір провідників. Питомий опір Як вже зазначалося, сила струму в ланцюзі залежить не тільки від напруги на кінцях ділянки, але також і від властивостей провідника, включеного в ланцюг. Залежність сили струму від властивостей провідників пояснюється тим, що різні провідники володіють різним електричним опором. Електричний опір R – фізична скалярна величина, що характеризує властивість провідника зменшувати швидкість упорядкованого руху вільних […]...
- Електростатична індукція – коротко Речовини, в яких електричні заряди вільно переміщаються, називають провідниками. Добрими провідниками є, наприклад, всі метали, водні розчини солей і кислот. У металах вільними зарядженими частинками є електрони. В атомах металів електрони, що знаходяться на зовнішніх оболонках, втрачають зв’язки зі своїми атомами і можуть вільно пересуватися по всьому об’єму металу. З’ясуємо, що відбувається в металевому провіднику, […]...
- Електрична провідність різних речовин У цій главі ви познайомитеся з фізичними процесами, які зумовлюють проходження струму в різних середовищах. Як рухаються електрони в металевому провіднику, коли в ньому немає електричного поля? Як змінюється рух електронів, коли до металевому провіднику прикладають напругу? Електричний струм проводять тверді, рідкі та газоподібні тіла. Чим ці провідники відрізняються один від одного? Ми познайомилися з […]...
- Електричні машини та апарати Що представляють люди, коли чують вислів – електричні машини? Швидше за все, щось рухомі і працює від електричної енергії. Вірно. Значить, електричні машини – є електромеханічними пристроями, що здатні перетворювати енергію електрики в механічну енергію і навпаки. Думаю, не складно буде уявити, які електротехнічні пристрої можна віднести до електричних машин – це всі види електрогенераторів, […]...
- Електричний опір провідника і струму Електрична величина сили струму в тому чи іншому провіднику залежить не тільки від прикладеної напруги (різниці потенціалів електричного поля) в ньому. Вона також ще залежить від конкретного провідника: від його розмірів, форми, матеріалу. При однаковій напрузі сила струму в різних провідниках теж будуть різною. Давайте подивимося на наступний приклад електричного опору Ом провідника (струму). Припустимо, […]...
- Електризація під дією світла Фотоелектричний ефект. Провідники можуть заряджатися також під дією світла. Явище полягає в тому, що під дією світла електрони можуть вилетіти з провідника в навколишній простір, завдяки чому провідник заряджається позитивно. Це явище отримало назву фотоелектричного ефекту або фотоефекту. На рис. 18 зображений досвід, який в простій формі дозволяє виявити і спостерігати виникнення на провідниках електричного […]...
- Умови рівноваги між зарядами і електричним полем При переміщенні металу [1] в електричне поле E⃗ 0 E → 0 на вільні електрони діють електричні сили, під дією яких електрони починають рухатися. Якщо електричне поле не надто велике, то електрони не можуть покинути обсяг металу і скупчуються на одній стороні провідника, з іншого боку провідника утворюється недолік електронів, тому позитивний заряд іонів решітки […]...
- Електричний струм у газах Проведемо наступний дослід. Приєднаємо електрометр до дисків плоского конденсатора. Після цього зарядимо конденсатор. При звичайній температурі і сухому повітрі конденсатор буде розряджатися дуже повільно. З цього можна зробити висновок, що струм в повітрі між дисками дуже малий. Отже, у звичайних умовах газ є діелектриком. Якщо тепер нагріти повітря між пластин конденсатора, то стрілка електрометра швидко […]...
- Електричний струм у напівпровідниках Напівпровідники – це матеріали, які при звичайних умовах є діелектриками, але зі збільшенням температури стають провідниками. Тобто в напівпровідниках при збільшенні температури, опір зменшується. Будова напівпровідника на прикладі кристала кремнію Розглянемо будову напівпровідників і основні типи провідності в них. В якості прикладу розглянемо кристал кремнію. Кремній є чотирьохвалентним елементом. Отже, в його зовнішній оболонці є […]...