в газу одного або декількох електронів, у результаті чого замість нейтрального атома виникають позитивний іон і електрони.
Частина утворилися електронів може бути при цьому захоплена іншими нейтральними атомами, і тоді з'являться ще негативні іони. Розпад молекул газу на електрони і позитивні іони називається іонізацією газів.
Нагрівання газу до високої температури не є єдиним способом іонізації молекул або атомів газу. Іонізація газу може відбуватися під впливом різних зовнішніх взаємодій: сильного нагріву газу, рентгенівських променів, a -, b - і g-променів, що виникають при радіоактивному розпаді, космічних променів, бомбардування молекул газу швидко рухомими електронами або іонами. Чинники, що викликають іонізацію газу називаються ионизаторами . Кількісною характеристикою процесу іонізації служить інтенсивність іонізації , вимірювана числом пар протилежних за знаком заряджених часток, що виникають в одиниці об'єму газу за одиницю часу.
Відрив електрона від атома (іонізація атома) вимагає витрати певної енергії - енергії іонізації. Вона залежить від будови атома і тому різна для різних речовин. Для іонізації атома (або молекули) необхідно вчинити роботу проти сил взаємодії між виривали електроном і іншими частинками атома (або молекули). Ця робота називається роботою іонізації A i. Величина роботи іонізації залежить від хімічної природи газу та енергетичного стану виривали електрона в атомі або молекулі.
Після припинення дії іонізатора число іонів у газі з часом зменшується і врешті-решт іони зникають зовсім.
Зникнення іонів пояснюється тим, що іони і електрони беруть участь в тепловому русі і тому соударяются один з одним. При зіткненні позитивного іона і електрона вони возз'єднуються в нейтральний атом. Точно так само при зіткненні позитивного і негативного іонів негативний іон може віддати свій надлишковий електрон позитивного іону і обидва вони перетворяться на нейтральні атоми. Цей процес взаємної іонізації іонів називається рекомбінацією іонів.
При рекомбінації позитивного іона і електрона або двох іонів вивільняється певна енергія, що дорівнює енергії, витраченої на іонізацію. Вона випромінюється у вигляді світла, і тому рекомбінація іонів супроводжується світінням (свічення рекомбінації). Якщо концентрація позитивних і негативних іонів велика, то і число щомиті відбуваються актів рекомбінації буде великим, і свічення рекомбінації може бути дуже сильним. Випромінювання світла при рекомбінації є однією з причин світіння багатьох форм газового розряду.
У явищах електричного розряду в газах велику роль грає іонізація атомів електронними ударами. Процес полягає в тому, що рухомий електрон, що володіє достатньою кінетичної енергією, при зіткненні з нейтральним атомом вибиває з нього один або кілька атомних електронів, у результаті чого нейтральний атом перетворюється в позитивний іон, а в газі з'являються нові електрони.
Схема типового досвіду для вивчення іонізації електронними ударами показана на рис. 1.1 (досліди Джеймса Франка і Густава Герца).
Рис. 1.1
Досліджуваний газ при тиску порядку 0,1 - 0,01 мм рт.ст. вводиться в скляну трубку, яка спочатку відкачується до ...
