- •Инерциальная система отсчета
- •Билет 4
- •Билет 5
- •Билет 6
- •Билет 7, 10
- •Кинетическая энергия
- •Потенциальная энергия
- •1.20. Закон сохранения механической энергии
- •Билет 9
- •Билет 11
- •Билет 12, 14
- •Билет 15
- •Ионизация газов
- •Билет 16
- •Билет 19
- •Билет 20
- •Основные части теплового двигателя
- •Коэффициент полезного действия тепловой машины
- •Цикл Карно.
- •Билет 21
- •1. Понятие идеального газа, его свойства. 2. Объяснение давления газа. 3. Необходимость измерения температуры. 4. Физический смысл температуры. 5. Температурные шкалы. 6. Абсолютная температура.
- •Билет 22
- •Билет 23
- •Билет 24
- •Билет 24 (от Антона)
- •Полупроводники при наличии примесей
- •Билет 25
- •Билет 26
- •Поверхностное натяжение
Билет 15
Электрический ток в газах
1. Газы в обычных условиях—диэлектрики. Воздух используют в технике как изолятор: а) в линиях электропередач; б) между обкладками воздушных конденсаторов; в) в контактах выключателей.
2. При определенных условиях газы — проводники: молния, электрическая искра, дуга при сварке. Процесс протекания тока через газ называетсягазовым разрядом. Свободные заряды (ионы обоих знаков и электроны) возникают в газах только в процессе ионизации
Ионизация газов Ионизацию вызывают:
Высокая температура.
Ультрафиолетовые лучи.
Рентгеновские лучи, γ - лучи и т. п.
Ионизация осуществляется при условии: еЕλ > W ионизации, где λ — длина свободного пробега заряженных частиц.
Рекомбинация. Вследствие рекомбинации для поддержания длительного тока необходима постоянная ионизация.
Несамостоятельный и самостоятельный разряды
Несамостоятельный разряд происходит под действием внешнего ионизатора.
Самостоятельный разряд - разряд, происходящий без действия внешнего ионизатора (электронным ударом). Напряжение, при котором возникает самостоятельный разряд, наз. напряжением пробоя (потенциал ионизации).
Типы самостоятельного разряда. Техническое применение
1. Тлеющий разряд. Применяется в газосветных трубках, неоновых лампах, цифровых индикаторах, лампах дневного света, ртутных лампах низкого давления.
Несветящаяся часть, прилегающая к катоду, наз. темным катодным пространством,
Светящийся столб газа, заполняющий остальную часть, наз. анодным положительным столбом.
При определенных давлениях анодный столб распадается на отдельные слои, разделенные темными промежутками (страты).
Причиной ионизации газа в тлеющем разряде является ударная ионизация и выбивание электронов из катода положительными ионами.
2. Дуговой разряд. Применяется в ртутных лампах высокого давления, источниках света, при сварке металлов, в электроплавильных печах, при электролизе расплавов, в электропечах.
3. Коронный разряд Высокая напряженность. Используют в электрофильтрах для очистки газов от примесей твердых частиц. Применяется в счетчиках заряженных частиц Гейгера-Мюллера. Громоотвод. Отрицательное явление: вызывает утечку энергии на высоковольтных линиях.
4. Искровой разряд Высокое напряжение. Применяется при обработке металлов.
Молния: U=108 В, I=105 А,
продолжительность 10-6 с,
диаметр канала 10 - 20 см.
Плазма
Частично или полностью ионизованный газ называется плазмой. Наиболее распространенное состояние вещества в природе:
Низкотемпературная плазма: Т<105 К.
Высокотемпературная плазма: Т>105 К.
Можно наблюдать: пламя костра, рекламные газовые трубки, медицинские кварцевые лампы. Большое значение: получение термоядерной реакции.
Ионизация газа показывает, что в газах под влиянием высокой температуры и различных излучений появляются заряженные частицы. Они возникают потому, что от атомов газа отщепляется один или несколько электронов, в результате чего вместо нейтрального атома возникают положительный ион и электроны. Часть образовавшихся электронов может быть при этом захвачена другими нейтральными
атомами, и тогда появятся еще и отрицательные ионы.
Газы в естественном состоянии не проводят электричества. Если поместить в сухом атмосферном воздухе хорошо изолированное заряженное тело, например заряженный электрометр с хорошей изоляцией, то заряд электрометра долгое время практически остается неизменным.
Однако, подвергая газ различным внешним воздействиям, можно вызвать в нем электропроводность. Так, например, помещая вблизи заряженного электрометра пламя горелки, можно видеть, что заряд электрометра быстро уменьшается. Мы сообщили газу электропроводность, создавая в нем высокую температуру. Если бы вместо пламени горелки мы поместили вблизи электрометра подходящий источник света, мы также наблюдали бы утечку зарядов с электрометра.