Газоразрядный промежуток — индикатор невидимых лучей

Вы, наверное, не раз любовались вечером красивым зрелищем большого города, особенно в часы после дождя, когда тысячи разноцветных огней отражаются, как в реке, в асфальтовой глади улиц. В разных местах вспыхивают зеленые, голубые, розовые, желтые и ярко-красные буквы реклам, вывесок магазинов, кафе и кинотеатров… Разноцветный свет реклам, дневной свет в метро, в цехах фабрик и заводов дают газоразрядные трубки-лампы.

Что такое газовый разряд?

Известно, что одним из лучших изоляторов (непроводников) электричества является сухой воздух. Мы уже знаем, что для того чтобы вещество могло проводить электрический ток, оно должно иметь так называемые носители тока: либо свободные электроны (как у металлических проводников), либо ионы (как в жидких проводниках). А сухой газ состоит из нейтральных атомов, в нем нет носителей тока, а потому он и не проводит электричества. Носители тока в газе могут возникнуть только в результате воздействия на газ какого-либо внешнего ионизатора. Такими ионизаторами могут быть радиоактивное, рентгеновское и ультрафиолетовое излучения. Газ становится проводящим также и под действием высокой температуры. Явления, происходящие в газе во время и после прохождения через него электрического тока, называются электрическим разрядом в газе.

Прохождение электрического тока через газы сопровождается рядом особенностей, резко отличающих токи через газ от прохождения их по твердым или жидким проводникам. К этим особенностям можно отнести разнообразные виды свечения газа в разряде — от слабого, еле заметного сияния до ослепительно яркого света электрической дуги и молнии и звуковые эффекты, сопровождающие разряд, от шипения «короны», треска искр до грандиозных раскатов грома. Наконец, при пропускании через газовый промежуток токов в миллионы ампер может возникать термоядерная реакция, при которой происходит разрушение некоторых химических элементов, сопровождаемое образованием новых элементов.

Способность газов становиться проводниками электрического тока при воздействии на них радиоактивных излучений была использована для обнаружения последних. Представим себе устройство из двух изолированных друг от друга металлических пластин — электродов, к которым приложено постоянное напряжение. При отсутствии радиоактивного излучения газ между пластинами надежно изолирует их друг от друга и стрелка гальванометра, включенного во внешнюю цепь, не отклоняется.

В результате прохождения радиоактивного излучения через газовый промежуток в нем образуются положительные ионы и отрицательные электроны, которые под действием приложенного напряжения двигаются к электродам: положительные ионы в направлении отрицательно заряженного электрода — катода, а электроны — к положительно заряженному электроду — аноду. Во внешней цепи потечет электрический ток, и стрелка гальванометра отклонится. Таким образом, по отклонению стрелки мы можем судить о наличии радиоактивного излучения. Приборы, работающие на этом принципе, получили название ионизационных камер и газоразрядных счетчиков.