Электрический ток в вакууме

Что такое вакуум?
- это такая степень разрежения газа, при которой соударений молекул практически нет;

- электрический ток невозможен, т.к. возможное количество ионизированных молекул не может обеспечить электропроводность;
- создать эл.ток в вакууме можно, если использовать источник заряженных частиц;
- действие источника заряженных частиц может быть основано на явлении термоэлектронной эмиссии.

Термоэлектронная эмиссия

- это испускание электронов твердыми или жидкими телами при их нагревании до температур, соответствующих видимому свечению раскаленного металла.
Нагретый металлический электрод непрерывно испускает электроны, образуя вокруг себя электронное облако.
В равновесном состоянии число электронов, покинувших электрод, равно числу электронов, возвратившихся на него (т.к. электрод при потере электронов заряжается положительно).
Чем выше температура металла, тем выше плотность электронного облака.

Электрический ток в газе.

В обычных условиях газ является изолятором, т.к. в нем нет достаточного количества свободных электронов. Для ионизации газа, т.е. для отрыва электрона от нейтральной молекулы, необходимо затратить определенную энергию – энергию ионизации.

В итоге получаются положительные ионы, электроны и отрицательные ионы (если свободный электрон прилипает к нейтральному атому или молекуле). Наряду с процессом ионизации происходит и процесс рекомбинации – объединение ионов в нейтральные молекулы.

Электрический ток в газах представляет собой направленное движение свободных электронов, а также положительных и отрицательных ионов. Проводимость газов ионно-электронная.

В электрическом поле электроны и отрицательные ионы движутся к положительному электроду (аноду), а положительные ионы – к отрицательному (катоду).

Электрический ток через газ называется газовым разрядом.

Ионизировать газ можно, воздействуя на него ультрафиолетовыми или рентгеновскими лучами, радиоактивным и космическим излучением, нагревая газ до высоких температур (термическая ионизация).

Мерой процесса ионизации называется интенсивность ионизации, измеряемая числом пар противоположно заряженных частиц, возникающих в единице объема газа за единицу времени.

Несамостоятельным газовым разрядом называется прохождение тока в газе при наличии внешнего ионизатора. Электропроводность газов в этом случае называется несамостоятельной проводимостью.

Самостоятельный газовый разряд - разряд, который продолжается после прекращения действия внешнего ионизатора. Проводимость газа при этом – самостоятельная проводимость.

Явление ударной ионизации заключается в отрыве от атома или молекулы газа одного или нескольких электронов, вызванном соударением с нейтральными атомами или молекулами носителей тока, разогнанных сильным электрическим полем. При этом должно выполняться условие (для одноатомного газа):