Типы самостоятельного газового разряда

Тип	Давление	Факторы ионизации	Вид	Применение в технике
Тлеющий	< 1 мм. рт. ст.	Ионизация ударами электронов, в том числе вследствие вторичной эмиссии электронов с катода	Светящийся извилистый шнур красноватого цвета, идущий от катода к аноду	Лампы «дневного» света, газоразрядные трубки (реклама), катодное напыление металла
Искровой	Атмосферное	Ионизация ударами электронов, разгоняющихся в электрическом поле высокой (Е >3 МВ/м) напряженности	Ярко светящийся тонкий канал, сложным образом изогнутый и разветвленный	Воспламенение горючей смеси в двигателях внутреннего сгорания, искровые разрядники, электроискровая точная обработка металла (резание, сверление), спектральный анализ (искровые счетчики)
Коронный	Атмосферное	Ионизация ударами электронов, разгоняющихся в резко неоднородном поле большой напряженности, возникающем вблизи электродов с большой кривизной поверхности (например, острия)	Переливающееся слабое свечение в форме короны	Электрофильтры, порошковые покрытия
Дуговой	Атмосферное	Термоэлектронная эмиссия (испускание электронов катодом при Т~3900 K), термическая ионизация молекул	Яркое свечение в виде дуги, идущей от катода к аноду	Сварка и резка металлов, получение высококачественных сталей (электродуговая печь), медицина (кварцевые лампы), ртутные выпрямители переменного тока

Особым состоянием вещества является плазма. Плазма – это высокоионизированный газ, в котором концентрация положительных и отрицательных зарядов практически одинакова. Концентрация носителей тока в плазме очень велика. Поэтому плазма обладает хорошей электропроводностью. Поскольку подвижность электронов примерно на три порядка выше, чем у ионов, то электропроводность плазмы обусловлена электронами. Плазма, возникающая при газовом разряде, называется низкотемпературной (Т<10⁵ K) или газоразрядной. Плазма, возникающая при высоком разогреве вещества (Т~10⁶ – 10⁸ K) называется высокотемпературной или изотермической.

Низкотемпературная плазма применяется в газовых лазерах, в МГД – генераторах (устройствах для непосредственного преобразования тепловой энергии в электрическую), в плазменных ракетных двигателях и т.д.

Высокотемпературная плазма - основной объект исследований по управляемому термоядерному синтезу дейтерия и трития.

Пример 20.2.1. Какой наименьшей скоростью должен обладать электрон, чтобы ионизировать атом водорода? Какова работа ионизации? Потенциал ионизации атома водорода .

Р Дано: . Ешение:

П отенциалом ионизации называется разность потенциалов, которую должен пройти электрон, чтобы при соударении с атомом ионизировать его.

Потенциальная энергия атома водорода . По закону сохранения энергии , откуда скорость электрона .

Работа ионизации идет на разрыв связи молекул водорода, то есть равна потенциальной энергии .

О твет: ; .