Электрон в газе

Если электрон под действием электрического поля движется в вакууме (практически в безвоздушном пространстве), то, очевидно, его путь почти совпадает с направлением силовых линий поля, так как при движении электрон на своем пути не встречает никаких препятствий.

Несколько другой характер имеет движение электрона в газе. При отсутствии электрического поля электрон движется беспорядочно, так же как и молекулы газа. В этом случае говорят, что электрон имеет тепловое движение. При наличии электрического поля на беспорядочное тепловое движение электрона накладывается направленное движение вдоль силовой линии поля. Поэтому путь электрона от одного столкновения до другого становится уже не прямолинейным, а изгибающимся в направлении силовой линии поля, как показано на рисунке 14, где прерывистыми стрелками указан путь, который имел бы электрон после упругого столкновения с атомами. Под действием электрического поля электрон, проходя сложный зигзагообразный путь, постепенно приближается к положительному электроду.

Энергия и скорость электрона при движении его от одного электрода к другому постоянно увеличиваются. Однако при каждом упругом и неупругом столкновении электрон теряет часть своей энергии. Средняя доля энергии, теряемая частицей при каждом упругом столкновении, постоянна и пропорциональна массе электрона и обратно

image

Рис. 14. Влияние электрического поля на движение электрона в газе.

пропорциональна массе атома или молекулы, с которой он столкнулся. При неупругих столкновениях электрон теряет определенное количество энергии, равное энергии ионизации или возбуждения газа, в котором он движется. Установлено, что число упругих столкновений значительно больше числа неупругих.