ня, космічні промені, потоки фотонів (сильне світлове опромінення), пучки швидких електронів і т. Д. Іонізатори двох останніх типів використовуються (переважно в імпульсному режимі) в газових лазерах.
Перехід несамостійного електричного розряду в газах в самостійний характеризується різким посиленням електричного струму (точка Е на кривій рис. 6) і називається електричним пробоєм газу. Відповідне напруга U3 називається напругою запалювання. Розряд після лавинного пробою приймає форму тліючого розряду, якщо тиск газу низько (кілька мм рт. Ст.). При більш високому тиску (наприклад, при атмосферному) лавинне посилення електричного розряду в газах призводить до виникнення електричного просторового заряду, що змінює характер процесу пробою. Утворюється один або кілька вузьких провідних (заповнених плазмою) каналів, що виходять від одного з електродів. Такі канали називаються стримерами. Час утворення стримерів дуже мало (близько 10 - 7 сек).
Після короткого перехідного процесу самостійний газовий розряд стає стаціонарним. Зазвичай такий розряд здійснюють в закритому ізолюючому посудині (скляному або керамічному). Струм в газі тече між двома електродами: негативним катодом і позитивним анодом.
Одним з основних типів газового розряду, що формується, як правило, при низькому тиску і малому струмі (ділянка «в» на рис. 7), є тліючий розряд (рис. 8):
Рис. 8. Схема областей тліючого розряду, де головні чотири області розрядного простору, характерні для тліючого розряду, це: 1 - катодний темний простір; 2 - тліюче світіння; 3 - фарадєєво темний простір; 4 - позитивний стовп.
Області 1 - 3 знаходяться поблизу катода і утворюють катодну частину розряду, в якій відбувається різке падіння потенціалу (катодне падіння), пов'язане з великою концентрацією позитивних іонів на кордоні областей 1-2. В області 2 електрони, прискорені в області 1, виробляють інтенсивну ударну іонізацію. Тліюче світіння обумовлене рекомбінацією іонів і електронів в нейтральні атоми або молекули. Для позитивного стовпа розряду внаслідок постійної і великої концентрації електронів характерні незначне падіння потенціалу в ньому, світіння, що викликається поверненням збуджених молекул (атомів) газу в основний стан (стан з наїнізшей можливої ??енергією), і велика електропровідність.
При збільшенні розрядного струму звичайний тліючий розряд стає аномальним (рис. 7) і починається стягання (контракция) позитивного стовпа. Стовп відривається від стінок посудини, в ньому починає відбуватися додатковий процес втрати заряджених частинок (рекомбінація в об'ємі). Передумовою цього є висока щільність заряджених частинок. При подальшому підвищенні розрядного струму газ нагрівається настільки, що стає можливою його термічна іонізація. Зіткнення між атомами або молекулами в цьому випадку настільки сильні, що відбувається відщеплення електронів. Такий розряд називається дуговим розрядом. З зростанням струму електропровідність стовпа підвищується, вольтамперная характеристика дугового розряду набуває падаючий характер (рис. 7). Слід зазначити, що хоча він може горіти в широкому діапазоні тисків газу та інших умов, в більшості випадків дугового розряд спостерігається при тиску порядку атмосферного.
У всіх випадках особливу важливість представляє ділянку переходу між стовпом розряду і електродами, причому ситуація в катода складніше, ніж у анода. При тліючому розряді безперервний зв'язок між катодом і позитивним стовпом забезпечується за рахунок сильного катодного падіння. У самостійному дуговому розряді в результаті сильного локального нагріву катода з'являються т. Н. катодні плями. У них зазвичай відбувається термоелектронна емісія або складніша емісія електронів з хмари паркого матеріалу катода. Процес емісії з катода дугового розряду в даний час (1978) ще не до кінця зрозумілий і інтенсивно досліджується.
Усі розглянуті вище електричні розряди в газах відбуваються під дією постійного електричного напруги. Проте газові розряди можуть протікати і під дією змінної електричної напруги. Такі розряди мають стаціонарний характер, якщо частота змінної напруги досить висока (або, навпаки, настільки низька, що напівперіод змінної напруги у багато разів більше часу встановлення розряду, так що кожен електрод просто поперемінно служить катодом і анодом). Типовим прикладом може служити високочастотний (ВЧ) Електричний розряд в газах. ВЧ-розряд може горіти навіть при відсутності електродів (безелектродний розряд). Змінне електричне поле створює в певному обсязі плазму і повідомляє електронам енергію, достатню для того, щоб вироблена ними іонізація восполняла втрати заряджених частинок внаслідок дифузії і рекомбінації. Зовнішній вигляд і характеристики ВЧ-розрядів залежать від роду газу, його тиску, частоти змінного поля і під...
