Электрический ток течет через газ

электронов. Если атом содержит несколько электронов, то в нормальном состоянии первые два электрона займут самый низкий уровень, следующие два — ближайший к нему, более высокий и так далее. Если в атоме один или несколько электронов подняты на более высокие свободные уровни, то такой атом называется возбуждённым (рис. 5).

Если сообщить электрону достаточно большую энергию, то его можно совсем оторвать от атома. Тогда атом уже не будет электрически нейтральным, а в целом окажется заряженным положительно. Такой положительно заряженный атом называется ионом. Для того чтобы атом превратить в ион, или, как говорят, ионизовать, необходимо, конечно, затратить энергию большую, чем для возбуждения.

image

Рис. 5. Строение атома в нормальном (а) и возбуждённом (б) состоянии.

Каковы же значения энергии, необходимые для возбуждения или ионизации атома? Можно ли их измерить?

Методы современной физики позволяют производить такие измерения с большой точностью.

Читатель, вероятно, догадывается, что обычные меры энергии слишком велики, а потому и неудобны для измерения энергии электронов. Более удобной является специальная единица энергии, которой пользуются в современной атомной физике и которая называется «электрон-вольт». Поскольку с этой единицей нам в дальнейшем придётся часто встречаться, мы остановимся на ней несколько подробнее и расскажем о её происхождении.

Напомним, что энергия падающего тела может быть измерена произведением высоты падения на вес тела.

По отношению к электронам такой способ измерения энергии неудобен, и не только потому, что вес электронов очень мал, а потому, что главная сила, с которой приходится считаться при опытах с электронами, это не сила тяжести, а электрическая сила. Что же в этом случае играет роль веса и что роль высоты падения?

С некоторой оговоркой можно сказать, что роль веса играет электрический заряд электрона, а роль высоты — особая электрическая величина, называемая разностью потенциалов *) и измеряемая в вольтах. Создать разность потенциалов, или, как часто говорят, напряжение, может любой источник тока, от батарейки карманного фонарика и до мощных электрических машин. Только в первом случае напряжение невелико и составляет всего 2—3 вольта, а во втором оно может достигать сотен тысяч вольт.

В нашей осветительной сети разность потенциалов между проводами всё время меняется. Начиная с нуля, она возрастает, достигает максимального значения, затем снова падает до нуля, меняет направление, вновь достигает максимального значения (в противоположном направлении), опять

Страница 2 of 7« First...23...Last »