Ток в газах

Мы уже говорили, что при нагревании и облучении  светом из металла могут вырываться электроны. Освободившиеся из катода электроны (см. рис. 7 и 8 ) быстро пробегают через разрежённый газ к аноду, образуя электрический ток.

В металлических проводниках поток электронов движется сравнительно медленно; в разрежённом газе электроны летят к аноду очень быстро, но зато их бывает гораздо меньше — ведь наружу из металла вылетает только очень малая часть всех свободных электронов.

Находящийся в трубке газ играет большую роль в образовании электрического тока. Дело в том, что в газе всегда имеется некоторое количество ионов, которые так же, как и электроны, будут двигаться к электродам. Однако газ при нормальной температуре и обычном атмосферном давлении является плохим проводником электричества. Поэтому, например, всякое наэлектризованное тело в воздухе долго сохраняет свой заряд. В то же время воздух или любой другой газ может стать хорошим проводником тока, если разрядная трубка достаточно сильно откачана, до давлений порядка стотысячных и миллионных долей атмосферы, т. е. если газ в трубке очень сильно разрежён. Кроме того, необходимо приложить к электродам сильное напряжение. В чём тут дело? Как объяснить это явление?

Пусть стеклянная трубка (рис. 18) заполнена достаточно разрежённым воздухом. В изображённой на рисунке трубке катод имеет форму чашечки (для того чтобы собирать вылетающие электроны в пучок; см. рис. 12), а анод — форму серпа и молота. Заметим, что форма электродов, вообще говоря, не имеет большого значения.

Электроды присоединены к источнику высокого напряжения, и между ними создаётся сильное электрическое поле. При этих условиях, несмотря на то, что катод

image

Рис. 18. Катодная трубка.

остаётся холодным, через трубку идёт заметный электрический ток, а если разрежение газа не слишком высоко, то газ светится.

Как мы уже говорили, газ, заполняющий трубку, всегда содержит некоторое, вначале очень небольшое, число ионов. Положительные ионы под действием электрического поля устремляются к катоду. Не встречая препятствий на своём пути (воздух почти весь выкачан), тяжёлые по сравнению с электронами ионы приобретают огромную скорость и ударяются о катод. При этом за счёт своей энергии каждый ион выбивает из катода один или даже несколько электронов. Электроны на пути от катода к аноду также ускоряются электрическим полем. Сталкиваясь с молекулами воздуха, электрон может ионизовать молекулу, выбить из неё один из внешних электронов. После этого движение обоих электронов вновь ускоряется, они вновь

Страница 1 of 312...Last »
Category: Электроны