Электрический разряд в газе.

Возьмем электрометр с присоеди­ненными, к нему дисками плоского конденсатора и зарядим его. При комнатной температуре, если воздух достаточно сухой, кон­денсатор заметно не разряжается. Это показывает, что электрический ток, вызываемый разностью потен­циалов в воздухе между дисками, очень мал. Следовательно, электри­ческая проводимость воздуха при комнатной температуре мала и его можно считать диэлектриком.

Теперь нагреем воздух между дисками горящей спичкой. Заметим, что стрелка электрометра быстро приближается к нулю, зна­чит, конденсатор разряжается. Сле­довательно, нагретый газ является проводником и в нем устанавлива­ется электрический ток.

Процесс протекания электриче­ского тока через газ называют га­зовым разрядом.

Ионизация газов.

Мы видели, что при комнатной температуре воз­дух очень плохой проводник. При

нагревании проводимость воздуха возрастает. Увеличение проводимо­сти воздуха можно вызвать .и иными способами, например действием из­лучений: ультрафиолетового, рентге­новского, радиоактивного и др.

При обычных условиях газы поч­ти полностью состоят из нейтраль­ных атомов или молекул и, следо­вательно, являются диэлектриками. Вследствие нагревания или воздей­ствия излучением часть атомов иони­зуется — распадается на положи­тельно заряженные ионы и электро­ны. В газе могут обра­зовываться и отрицательные ионы, которые появляются благодаря при­соединению электронов к нейтраль­ным атомам.

Ионизация газов при нагревании объясняется тем, что по мере нагре­вания молекулы движутся быстрее. При этом некоторые молекулы на­чинают двигаться так быстро, что часть из них при столкновениях распадается, превращаясь в ионы. Чем выше температура, тем больше образуется ионов.

Проводимость газов.

Механизм проводимости газов похож на меха­низм проводимости растворов и рас­плавов электролитов. Разница со­стоит в том, что отрицательный заряд переносится в основном не отрицательными ионами, как в вод­ных растворах или расплавах элект­ролитов, а электронами.

Несамостоятельный разряд.

Для исследования разряда в газе при различных давлениях удобно исполь­зовать стеклянную трубку с двумя электродами.

Пусть с помощью какого-либо ионизатора в газе образуется в се­кунду определенное число пар заря­женных частиц: положительных ионов и электронов.

При небольшой разности потен­циалов между электродами трубки положительно заряженные ионы пе­ремещаются к отрицательному элект­роду, а электроны и отрицательно заряженные ионы — к положитель­ному электроду. В результате в труб­ке возникает электрический ток, т. е. происходит газовый разряд.

Не все образующиеся ионы дости­гают электродов; часть их воссоеди­няется с электронами, образуя нейт­ральные молекулы газа. По мере увеличения разности потенциалов между электродами трубки доля за­ряженных частиц, достигающих электродов, увеличивается. Возрас­тает и сила тока в цепи. Наконец, наступает момент, при котором все заряженные частицы, образующиеся в газе за секунду, достигают за это время электродов. При этом даль­нейшего роста тока не происходит. Ток, как говорят, дости­гает насыщения. Если действие иони­затора прекратить, то прекратится и разряд, так как других источников ионов нет. По этой причине разряд называют несамостоятельным раз­рядом.

Самостоятельный разряд.

Опыт показыва­ет, что в газах при увеличении раз­ности потенциалов между электро­дами, начиная с некоторого значе­ния, сила тока снова возрастает. Это означает, что в газе появляются дополнительные ионы сверх тех, которые образуются за счет действия ионизатора. Сила тока может возрасти в сотни и тысячи