ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Термоэлектронная и автоэлектронная (холодная) эмиссия из "Электрические явления в газах и вакууме" От этого ограничения свободен метод зондовых характеристик, которому посвящён 4 главы X. Этот метод позволяет определить некоторые внутренние параметры разряда, тесно связанные с элементарными процессами, а именно концентрацию свободных электронов, степень ионизации газа и среднюю кинетическую энергию беспорядочного (теплового) движения электронов. Одновременно метод изучения зондовых характеристик позволяет со сравнительно большой точностью определить распределение потенциала в разрядном промежутке. Но метод зондовых характеристик приложим и приводит к цели лишь в таких областях разряда, где ионизованный газ представляет собой газоразрядную плазму и где нет направленных электронных пучков. Кроме того, применимость этого метода ограничена определёнными пределами давления газа. Большим недостатком метода зондовых характеристик в отношении изучения элементарных процессов является то, что этот метод не даёт никаких прямых указаний относительно концентрации возбуждённых атомов и молекул. [c.65] От недостатков указанных выше методов изучения газового разряда свободен оптический метод. Этот метод заключается в спектральном изучении излучения газового разряда и включает как определение относительной интенсивности различных спектральных линий, так и их ширины и формы . Прежде все.го оптический метод применяется для определения температуры газа в разрядной трубке. Это определение производится путём измерения расширения спектральных линий вследствие эффекта Допплера, вызываемого тепловым движением излучающих частиц газа. Другой способ определения температуры излучающего газа основан на законе распределения интенсивности излучения среди линий отдельной полосы молекулярного спектра ( 12 главы XI). Результаты этих измерений температуры газа значительно изменили наши представления о распределении температуры и об элементарных процессах в дуговом разряде при большой плотности газа. [c.65] Измерение интенсивности отдельных спектральных линий при возбуждении свечения газа потоком электронов определённой скорости, изменяемой по желанию экспериментатора, позволяет определять ход функции возбуждения какого-либо данного энергетического уровня газа в зависимости от энергии возбуждающего частицу газа электрона. В тех случаях, когда ход функции возбуждения известен, измерение тех же интенсивностей при разряде в газе даёт возможность найти концентрацию частиц газа, находящихся на определённых энергетических уровнях при данном режиме разряда, делать отсюда заключения о числе электронов, скорости которых лежат в данном более или менее узком интервале, и судить таким образом о характере распределения электронов по скоростям. Измерение интенсивности какой-либо линии в спектре поглощения даёт возможность определить концентрацию возбуждённых атомов, находящихся на нижнем энергетическом уровне, соответствующем этой ли-ннн, и т. д. [c.66] Для определения напряжённости электрического поля в данной области разрядного промежутка при сильных полях можно пользоваться расщеплением спектральных линий в электрическом поле. Результаты, полученные этим методом в случае больших давлений газа, надо истолковывать с осторожностью, так как при большой концентрации частиц газа и электронов можно принять за напряжённость разрядного (макроскопического) поля напряжённость атомных полей [16]. [c.66] Аппаратурой для приложения оптического метода служат спектрографы, спектрофотометры, а также компараторы и микрофотометры для сравнения почернения, даваемого на фотоплёнках и пластинках отдельными спектральными линиями. В отношении этих приборов и их применения отсылаем читателя к общим курсам физики II оптики и к специальным руководствам [1098]. [c.66] Укажем ещё на осциллографирование токов и напряжения в цепи движущегося зонда, быстро пересекающего разрядный промежуток в поперечном направлении. Этот способ находит применение, когда длительное пребывание зонда в области разрядного промежутка могло бы вызвать разрушение зонда. [c.67] При исследовании разрядов на переменном токе не слишком большой частоты применяются также шлейфовые (электромагнитные) осциллографы. Осциллограф необходим при изучении процессов установления и затухания, с которых начинается и которыми закапчивается любой стационарный разряд. Во-вторых, ряд опытов показал, что и в случае разряда, стационарного по внешнему виду, иногда имеют место нестационарные явления. Как пример, можно привести явление бегущих слоёв в положительном столбе тлеющего разряда. Иногда много новых данных об элементарных процессах в разряде даёт применение катодного осциллографа при быстром изменении параметров разряда, достигаемом путём наложения добавочного переменного напряжения на разрядный промежуток со стационарным разрядом. Совершенно необходим катодный осциллограф при изучении импульсных разрядов. Осциллограф находит и другие приложения при исследовании разряда. [c.67] Для изучения быстро преходящих разрядных процессов импульсных разрядов, искрового разряда и молнии большое значение приобрело фотографирование этих нестационарных процессов при помощи камер с подвижными объективами [камера Бойса) [1874]. [c.69] Метод применения накалённого зонда сводится к следующему. Снимают две вольтамперные характеристики зонда при холодной нити и при нити, накалённой до заметной термоэлектронной эмиссии. Тот потенциал, при котором обе эти кривые начинают расходиться, будет искомым потенциалом газа. Точность определения потенциала при помощи накалённого зонда тем больше, чем меньше падение потенциала вдоль нити АВ. Для применимости этого способа необходимо, чтобы нить АВ была защищена окрулоющими пространственными зарядами от непосредственного электростатического действия катода и анода. При точных измерениях необходтю ввести поправку на контактную разность потенциалов между накалённым материалом нити АВ и материалом того электрода, с которым зонд соединён через потенциометр. [c.70] Как на один из возможных методов исследования газового разряда укажем ещё на воздействие на разряд или на отдельные его области магнитных полей [1036—1040]. Такое воздействие вызывает не только изменение макроскопических параметров разряда, но и изменяет коренным образом вид зондовых характеристик, а также излучение разряда. [c.71] Само собой разумеется, что наибольших успехов в исследовании разряда можно ожидать от одновременного применения и целесообразного кохМ-бинирования ряда различных методов. [c.71] Исследование электрических токов, имеющих место в земной атмосфере, распределения потенциала в различных точках последней, а также степени ионизации атмосферного воздуха и природы возникающих здесь ионов представляет собой специфическую область изучения атмосферного элек тричества. В этой области выработана специальная методика исследования, с которой можно ознакомиться по книгам [1992—1994]. [c.71] Оптическая схема для изучения скорости расширения канала искры / — изучаемая искра между горизонтальными алюминиевыми электродами (разрядный промежуток — 6 мм), 2 — объектив, проектирующий искру на вертикальную щель 3. После отражения от зеркала 4 и прохождения через объектив 5 щель фотографируется на фотопластинку 6. Для получения полутеневой фотографии области канала применена вспомогательная система подсвечивающая искра 7, объектив 8 и горизонтальный нож 9. Зеркало 4 вращается со скоростью 6000 об/мин. С осью зеркала неподвижно связана система штифтов — электродов, обеспечивающих синхронное с вращением зеркала зажигание искр / и 7. [c.71] Из более мелких специальных приёмов, применяемых при исследовании газового разряда, укажем на следующие. [c.72] Вернуться к основной статье