Електричні явища у вакуумі

Проходження електричного струму через гази супроводжується переміщенням електронів і позитивних іонів під дією зовнішнього електричного поля. При відсутності цього поля енергетичний розподіл електронів, іонів і нейтральних молекул однаковий.

Середню довжину вільного пробігу електронів у вакуумі можна розрахувати так само як і для молекул за формулою (1.18```). Але, урахування того, що маса і діаметр електронів значно менший ніж у молекул, можна отримати спрощений вираз:

, (2.22)

де n - концентрація молекул газу; d - ефективний діаметр молекул газу.

Іонізація молекул залишкових газів з утворенням вільних електронів і позитивних іонів можлива під дією випромінювання з енергією, що перевищує енергію іонізації. Найчастіше для іонізації надлишкових газів використовується електронне бомбардування. Процес іонізації характеризується ефективністю іонізації молекул (), тобто числом пар іонів утворених одним електроном на шляху в один метр при тиску 1Па. Залежність від прискорюючої напруги U представлена на рисунку (2.9) і має характерний максимум, що відповідає енергіям електронів 100-150 еВ. Молекули з великими атомними числами мають більш високі значення ефективності іонізації.

Електропровідність газового проміжку при самостійному розряді залежить від тиску. При низькому вакуумі електрони під дією зовнішнього електричного поля не встигають отримати енергію необхідну для іонізації молекул газу(мала СДВП).Електропровідність газу мала.

При високому вакуумі в зв’язку з малою кількість заряджених частинок електропровідність газу ще менша.

Рис. 2.9. Залежність ефективності іонізації молекул газів електронним бомбардуванням від прискорюючої напруги

В області середнього вакууму спостерігаються найбільші значення електропровідності газів. Проходження електричного струму через розрідженні гази в області середнього вакууму супроводжується світінням газу, яке залежить від роду газу і тиску. Це явище використовується для визначення тиску і складу газу. Наприклад, при тисках 10³Па розряд має вигляд тонкого шнура, який при тисках 10²Па заповнює весь простір розрядної трубки. Про рід газу можна судити за кольором розряду: повітря світиться голубим, кисень – жовтим, гелій – рожевим, пари води – блакитно-білим, аргон – фіолетовим, неон – червоним.

Дата добавления: 2015-07-20