Газовый разряд

Вольт-амперные характеристики электрического разряда в неоне при давлении 1 мм рт. ст. между двумя плоскими электродами.
A, A': случайные импульсы, вызванные ионизирующим излучением от естественной радиоактивности и космического излучения;
A—B: ток насыщения от естественной ионизации;
B—C: темновой лавинный разряд Таунсенда;
C—D: самостоятельный разряд Таунсенда;
E, E': область неустойчивости, коронный разряд;
E—F: субнормальный тлеющий разряд;
G: граница нормального тлеющего разряда;
H: аномальный тлеющий разряд;
I: нестабильная область, переход тлеющего разряда в дуговой разряд;
J: дуговой разряд с отрицательным дифференциальным сопротивлением;
K: развитая электрическая дуга.

Га́зовый разря́д — совокупность процессов, возникающих при протекании электрического тока через газы. Обычно протекание заметного тока становится возможным только после достаточной ионизации газа и образования плазмы.

Ионизация может происходить, в частности, в результате столкновений электронов, ускорившихся в электрическом поле, с атомами или молекулами газа. При этом возникает лавинное размножение числа заряженных частиц, поскольку в процессе ударной ионизации образуются новые электроны, которые тоже после ускорения начинают участвовать в соударениях с атомами, вызывая их ионизацию.

Другой возможной причиной ионизации газа может быть электрическое поле высокой напряжённости (искровой разряд) или высокая температура (дуговой разряд). Для возникновения и поддержания устойчивого газового разряда требуется электрическое поле, так как холодная плазма существует, если электроны приобретают во внешнем поле энергию, достаточную для ионизации атомов, и количество вновь образованных ионов превышает число рекомбинировавших ионов.

Если для существования газового разряда необходима дополнительная ионизация за счёт внешних источников (например, при помощи ионизирующих излучений), то газовый разряд называется несамостоятельным (такие разряды используются в счётчиках Гейгера).

Для осуществления газового разряда применяют как постоянное во времени, так и переменное электрическое поле.


Применения газового разряда[ | ]

А также:

Цвета свечения тлеющих разрядов в различных газах[ | ]

Газовый разряд в некоторых газах вызывают излучение видимого света, спектр которого зависит от использованного газа.

Газ Цвет Примечания
Гелий Бело-оранжевый; при некоторых условиях может иметь серый, зеленовато-голубой или голубой оттенок Используется художниками для специального освещения.
Неон Красно-оранжевый Яркое свечение. Часто используется в неоновых рекламных знаках и в неоновых лампах
Аргон Фиолетово-голубой Часто применяется совместно с разрядом в парах ртути
Криптон Сероватый тусклый грязно-белый. Может быть зеленоватым. В разрядах высокого напряжения яркий синевато-белый. Используется художниками для специального освещения.
Ксенон Сероватый или синевато-серый тусклый белый, в разрядах высокого напряжения в высоких пиковых потоках, очень яркий синевато-зелёный. Используется в ксеноновых фотовспышках, лампах подсветки индикаторов, ксеноновых дуговых лампах, а также художниками для специального освещения.
Радон Синий цвет[1]. Не может быть использован из-за отсутствия стабильных изотопов.
Азот Аналогично аргону, тусклее, с оттенком розового. В разрядах высокого напряжения, яркий сине-белый, белее аргона.
Кислород Бледный фиолетово-лиловый, тусклее аргона.
Водород Бледно-лиловый в разрядах низкого напряжения, розовато-красный при разрядах более 10 миллиампер.
Водяной пар Аналогично водороду. Менее яркое свечение
Диоксид азота Слабый синевато-белый, в разрядах низкого напряжения ярче ксенона.
Пары ртути Светло-голубой с интенсивным ультрафиолетовым излучением В сочетании с люминофорами используется для получения света разных цветов. Широко используется во ртутных газоразрядных лампах
Пары натрия Ярко-жёлтый Широко используется в натриевых газоразрядных лампах уличного освещения

Моделирование газового разряда[ | ]

Проблема компьютерного моделирования процессов, происходящих в газовом разряде, до конца не решена. Существуют лишь приближенные методы решения этой задачи. Одним из них является приближение Фоккера — Планка.

См. также[ | ]

Примечания[ | ]

  1. Библиотека НЕФТЬ-ГАЗ (недоступная ссылка). Дата обращения 15 февраля 2015. Архивировано 15 февраля 2015 года.

Литература[ | ]

  • Мак-Доналд А. Сверхвысокочастотный пробой в газах. М.: Мир, 1969. 205 с.