Mavzular Yagona davlat imtihon kodifikatori : gazlardagi erkin elektr zaryadlarining tashuvchilari.
Oddiy sharoitlarda gazlar elektr neytral atomlar yoki molekulalardan iborat; Gazlarda bepul to'lovlar deyarli yo'q. Shuning uchun gazlar dielektriklar- elektr toki ular orqali o'tmaydi.
Biz "deyarli yo'q" dedik, chunki aslida gazlarda va, xususan, havoda har doim ma'lum miqdorda erkin zaryadlangan zarralar mavjud. Ularni tashkil etuvchi radioaktiv moddalardan nurlanishning ionlashtiruvchi ta'siri natijasida paydo bo'ladi er qobig'i, Quyoshdan ultrabinafsha va rentgen nurlanishi, shuningdek kosmik nurlar - Yer atmosferasiga yuqori energiyali zarrachalar oqimi. kosmik fazo. Keyinchalik, biz bu haqiqatga qaytamiz va uning ahamiyatini muhokama qilamiz, ammo hozircha biz oddiy sharoitlarda "tabiiy" bepul zaryadlardan kelib chiqadigan gazlarning o'tkazuvchanligi ahamiyatsiz va e'tiborsiz bo'lishi mumkinligini ta'kidlaymiz.
Elektr zanjirlaridagi kalitlarning harakati havo bo'shlig'ining izolyatsion xususiyatlariga asoslanadi (1-rasm). Misol uchun, yorug'lik kalitidagi kichik havo bo'shlig'i xonangizdagi elektr zanjirini ochish uchun etarli.
Guruch. 1 kalit
Biroq, gaz bo'shlig'ida elektr toki paydo bo'ladigan sharoitlarni yaratish mumkin. Keling, quyidagi tajribani ko'rib chiqaylik.
Havo kondensatorining plitalarini zaryad qilamiz va ularni sezgir galvanometrga ulaymiz (2-rasm, chap). Xona haroratida va juda nam havoda galvanometr sezilarli oqim ko'rsatmaydi: bizning havo bo'shlig'imiz, aytganimizdek, elektr o'tkazuvchisi emas.
Guruch. 2. Havodagi oqimning ko'rinishi
Keling, kondansatör plitalari orasidagi bo'shliqqa burner yoki sham alangasini keltiramiz (2-rasm, o'ngda). Oqim paydo bo'ladi! Nega?
Gaz uchun bepul to'lovlar
Kondenser plitalari o'rtasida elektr tokining paydo bo'lishi havoda alanga ta'sirida paydo bo'lganligini anglatadi. bepul to'lovlar. Aynan qanday?
Tajriba shuni ko'rsatadiki, gazlardagi elektr toki zaryadlangan zarrachalarning tartibli harakatidir uch tur . Bu elektronlar, ijobiy ionlar Va manfiy ionlar.
Keling, bu zaryadlar gazda qanday paydo bo'lishi mumkinligini aniqlaylik.
Gazning harorati ortishi bilan uning zarralari - molekulalari yoki atomlarining termal tebranishlari kuchayadi. Zarrachalarning bir-biriga to'qnashuvi shunday kuchga etadiki, u boshlanadi ionlanish- neytral zarrachalarning elektron va musbat ionlarga parchalanishi (3-rasm).
Guruch. 3. Ionlanish
Ionlanish darajasi- parchalangan gaz zarralari sonining zarrachalarning umumiy boshlang'ich soniga nisbati. Misol uchun, agar ionlanish darajasi ga teng bo'lsa, bu asl gaz zarralari musbat ionlarga va elektronlarga bo'linganligini anglatadi.
Gazning ionlanish darajasi haroratga bog'liq va harorat bilan keskin ortadi. Vodorod uchun, masalan, past haroratda, ionlanish darajasi dan oshmaydi va undan yuqori haroratda, ionlanish darajasiga yaqin (ya'ni, vodorod deyarli to'liq ionlashgan (qisman yoki to'liq ionlangan gaz deyiladi). plazma)).
Yuqori haroratdan tashqari, gazning ionlanishiga olib keladigan boshqa omillar ham mavjud.
Biz ularni yuqorida aytib o'tgan edik: bular radioaktiv nurlanish, ultrabinafsha, rentgen va gamma nurlari, kosmik zarralar. Gazning ionlanishiga olib keladigan har qanday omil deyiladi ionlashtiruvchi.
Shunday qilib, ionlanish o'z-o'zidan emas, balki ionlashtiruvchi ta'sirida sodir bo'ladi.
Shu bilan birga, teskari jarayon sodir bo'ladi - rekombinatsiya, ya'ni elektron va musbat ionning neytral zarrachaga qayta birlashishi (4-rasm).
Guruch. 4. Rekombinatsiya
Rekombinatsiyaning sababi oddiy: bu qarama-qarshi zaryadlangan elektronlar va ionlarning Kulon tortishishi. Elektr kuchlari ta'sirida bir-biriga qarab shoshilib, ular uchrashadi va neytral atom (yoki gaz turiga qarab molekula) hosil qilishga qodir.
Ionlashtiruvchi ta'sirning doimiy intensivligida dinamik muvozanat o'rnatiladi: vaqt birligida parchalanadigan zarrachalarning o'rtacha soni rekombinatsiya qiluvchi zarrachalarning o'rtacha soniga teng (boshqacha aytganda, ionlanish tezligi rekombinatsiya tezligiga teng). ionlashtiruvchi ta'sir kuchayadi (masalan, haroratni oshirish orqali), keyin dinamik muvozanat ionlanish tomoniga o'tadi va gazda zaryadlangan zarrachalar konsentratsiyasi ortadi. Aksincha, agar siz ionizatorni o'chirsangiz, rekombinatsiya ustunlik qila boshlaydi va bo'sh zaryadlar asta-sekin butunlay yo'qoladi.
Demak, ionlanish natijasida gazda musbat ionlar va elektronlar paydo bo'ladi. Uchinchi turdagi zaryad qayerdan keladi - manfiy ionlar? Bu juda oddiy: elektron neytral atomga tegishi va unga yopishishi mumkin! Ushbu jarayon rasmda ko'rsatilgan. 5 .
Guruch. 5. Manfiy ionning paydo bo'lishi
Shu tarzda hosil bo'lgan manfiy ionlar musbat ionlar va elektronlar bilan birga oqim hosil qilishda ishtirok etadi.
O'z-o'zidan ta'minlanmagan oqim
Agar tashqi elektr maydoni bo'lmasa, erkin zaryadlar neytral gaz zarralari bilan birga xaotik termal harakatga uchraydi. Ammo elektr maydoni qo'llanilganda, zaryadlangan zarralarning tartibli harakati boshlanadi - gazdagi elektr toki.
Guruch. 6. O'z-o'zidan ta'minlanmagan oqim
Shaklda. 6 ionizator ta'sirida gaz bo'shlig'ida paydo bo'ladigan zaryadlangan zarralarning uch turini ko'ramiz: musbat ionlar, manfiy ionlar va elektronlar. Gazdagi elektr toki zaryadlangan zarrachalarning qarama-qarshi harakati natijasida hosil bo'ladi: musbat ionlar - manfiy elektrodga (katodga), elektronlar va manfiy ionlar - musbat elektrodga (anod).
Ijobiy anodga urilgan elektronlar kontaktlarning zanglashiga olib, oqim manbaining "plyus" qismiga yo'naltiriladi. Salbiy ionlar anodga qo'shimcha elektron beradi va neytral zarrachalarga aylanib, gazga qaytadi; anodga berilgan elektron ham manbaning "ortiqcha" ga shoshiladi. Katodga kelgan musbat ionlar u yerdan elektronlarni oladi; katoddagi elektronlarning taqchilligi ularni "minus" manbadan u erga etkazib berish bilan darhol qoplanadi. Ushbu jarayonlar natijasida tashqi konturda elektronlarning tartibli harakati sodir bo'ladi. Bu galvanometr tomonidan qayd etilgan elektr tokidir.
Rasmda tasvirlangan jarayon. 6, chaqirildi o'z-o'zidan zaryadsizlanish gazda. Nega bog'liq? Shuning uchun uni ushlab turish uchun ionizatorning doimiy ishlashi kerak. Keling, ionizatorni olib tashlaymiz - va oqim to'xtaydi, chunki gaz bo'shlig'ida bepul zaryadlarning paydo bo'lishini ta'minlaydigan mexanizm yo'qoladi. Anod va katod orasidagi bo'shliq yana izolyatorga aylanadi.
Gazni chiqarishning joriy kuchlanish xarakteristikalari
Gaz bo'shlig'i orqali oqimning anod va katod o'rtasidagi kuchlanishga bog'liqligi (deb ataladi). gaz chiqarishning joriy kuchlanish xarakteristikasi) shaklda ko'rsatilgan. 7.
Guruch. 7. Gaz chiqarishning tok-kuchlanish xarakteristikalari
Nol kuchlanishda oqim kuchi tabiiy ravishda nolga teng: zaryadlangan zarralar faqat termal harakatni amalga oshiradi, elektrodlar o'rtasida tartibli harakat yo'q.
Voltaj past bo'lsa, oqim ham past bo'ladi. Gap shundaki, barcha zaryadlangan zarralar elektrodlarga etib borishga mo'ljallanmagan: ba'zi musbat ionlar va elektronlar bir-birini topib, harakat paytida qayta birlashadi.
Voltaj oshgani sayin, bepul to'lovlar hamma narsani rivojlantiradi yuqori tezlik, va musbat ion va elektronning uchrashish va rekombinatsiya qilish ehtimoli kamroq. Shuning uchun hammasi katta qism zaryadlangan zarralar elektrodlarga etib boradi va oqim kuchayadi (bo'lim ).
Muayyan kuchlanish qiymatida (nuqta) zaryad harakati tezligi shunchalik yuqori bo'ladiki, rekombinatsiya umuman sodir bo'lmaydi. Shundan buyon; hozirdan boshlab Hammasi ionlashtiruvchi ta'sirida hosil bo'lgan zaryadlangan zarralar elektrodlarga etib boradi va oqim to'yinganlikka etadi- ya'ni kuchlanish kuchayishi bilan oqim kuchi o'zgarishni to'xtatadi. Bu ma'lum bir nuqtaga qadar sodir bo'ladi.
O'z-o'zidan tushirish
Nuqtadan o'tgandan so'ng, kuchlanish kuchayishi bilan oqim kuchi keskin ortadi - the mustaqil toifa. Endi biz bu nima ekanligini aniqlaymiz.
Zaryadlangan gaz zarralari to'qnashuvdan to'qnashuvga o'tadi; to'qnashuvlar orasidagi intervallarda ular tezlashadi elektr maydoni, uning kinetik energiyasini oshiradi. Shunday qilib, kuchlanish etarlicha kattalashganda (o'sha nuqta), erkin yo'l davomida elektronlar shunday energiyaga etadiki, ular neytral atomlar bilan to'qnashganda ularni ionlashtiradi! (Impuls va energiyaning saqlanish qonunlaridan foydalangan holda, atomlarni ionlashning maksimal qobiliyatiga ega bo'lgan elektr maydoni tomonidan tezlashtirilgan elektronlar (ionlar emas) ekanligini ko'rsatish mumkin.)
Deb atalmish elektron ta'sir ionlanishi. Ionlangan atomlardan ishdan chiqqan elektronlar ham elektr maydoni ta'sirida tezlashadi va yangi atomlar bilan to'qnashadi, endi ularni ionlashtiradi va yangi elektronlar hosil qiladi. Olingan elektron ko'chki natijasida ionlangan atomlar soni tez o'sib boradi, buning natijasida tok kuchi ham tez ortadi.
Bepul to'lovlar soni shunchalik ko'payadiki, tashqi ionizatorga ehtiyoj yo'qoladi. Siz uni oddiygina olib tashlashingiz mumkin. Natijada endi bepul zaryadlangan zarralar hosil bo'ladi ichki gazda sodir bo'ladigan jarayonlar - shuning uchun tushirish mustaqil deb ataladi.
Agar gaz bo'shlig'i ostida bo'lsa yuqori kuchlanish, keyin o'z-o'zidan tushirish uchun ionlashtiruvchi kerak emas. Gazda faqat bitta erkin elektron bo'lishi kifoya va yuqorida tavsiflangan elektron ko'chki boshlanadi. Va har doim kamida bitta erkin elektron bo'ladi!
Yana bir bor eslaylikki, gazda, hatto oddiy sharoitlarda ham, yer qobig'ining ionlashtiruvchi radioaktiv nurlanishi, Quyoshdan yuqori chastotali nurlanish va kosmik nurlar tufayli ma'lum bir "tabiiy" bepul zaryadlar mavjud. Ko'rdikki, past kuchlanishlarda bu erkin zaryadlardan kelib chiqadigan gazning o'tkazuvchanligi ahamiyatsiz, ammo hozir - yuqori kuchlanishlarda - ular mustaqil zaryadga olib keladigan yangi zarrachalarning ko'chkisini keltirib chiqaradi. Bu sodir bo'ladi, ular aytganidek, sindirish gaz bo'shlig'i.
Quruq havoning parchalanishi uchun zarur bo'lgan maydon kuchi taxminan kV / sm ni tashkil qiladi. Boshqacha qilib aytganda, bir santimetr havo bilan ajratilgan elektrodlar orasiga uchqun sakrashi uchun ularga kilovolt kuchlanish qo'llanilishi kerak. Bir necha kilometr havoni yorib o'tish uchun zarur bo'lgan kuchlanishni tasavvur qiling! Ammo momaqaldiroq paytida aynan shunday buzilishlar sodir bo'ladi - bular sizga yaxshi ma'lum bo'lgan chaqmoqdir.
Fizika bo'yicha referat
mavzusida:
"Gazlardagi elektr toki".
Gazlardagi elektr toki.
1. Gazlardagi elektr zaryadsizlanishi.
Barcha gazlar tabiiy holatda elektr tokini o'tkazmaydi. Quyidagi tajribadan ko'rinib turibdiki:
Yassi kondensatorning disklari biriktirilgan elektrometrni olib, uni zaryad qilaylik. Xona haroratida, agar havo etarlicha quruq bo'lsa, kondansatör sezilarli darajada zaryadsizlanmaydi - elektrometr ignasining holati o'zgarmaydi. Elektrometr ignasining burilish burchagining pasayishini sezish uchun sizga kerak uzoq vaqt. Bu disklar orasidagi havodagi elektr tokining juda kichik ekanligini ko'rsatadi. Bu tajriba shuni ko'rsatadiki, havo elektr tokini yomon o'tkazuvchidir.
Tajribani o'zgartiramiz: disklar orasidagi havoni spirtli chiroq alangasi bilan qizdiring. Keyin elektrometr ignasining burilish burchagi tezda pasayadi, ya'ni. kondansatör disklari orasidagi potentsial farq kamayadi - kondansatör zaryadsizlanadi. Natijada, disklar orasidagi isitiladigan havo o'tkazgichga aylandi va unda elektr toki paydo bo'ladi.
Gazlarning izolyatsion xossalari ularda erkin elektr zaryadlari yo'qligi bilan izohlanadi: gazlarning tabiiy holatidagi atomlari va molekulalari neytraldir.
2. Gazlarning ionlanishi.
Yuqorida tavsiflangan tajriba shuni ko'rsatadiki, zaryadlangan zarralar yuqori harorat ta'sirida gazlarda paydo bo'ladi. Ular gaz atomlaridan bir yoki bir nechta elektronning ajralishi natijasida paydo bo'ladi, buning natijasida neytral atom o'rniga musbat ion va elektronlar paydo bo'ladi. Olingan elektronlarning bir qismi boshqa neytral atomlar tomonidan ushlanishi mumkin, keyin esa ko'proq manfiy ionlar paydo bo'ladi. Gaz molekulalarining elektron va musbat ionlarga parchalanishi deyiladi gazlarning ionlanishi.
Gazni yuqori haroratgacha qizdirish mumkin emas yagona yo'l gaz molekulalari yoki atomlarining ionlanishi. Gazning ionlanishi turli xil tashqi o'zaro ta'sirlar ta'sirida sodir bo'lishi mumkin: gazning kuchli isishi, rentgen nurlari, radioaktiv parchalanishdan kelib chiqadigan a-, b- va g-nurlari, kosmik nurlar, gaz molekulalarini tez harakatlanuvchi elektronlar yoki ionlar bilan bombardimon qilish. Gazning ionlanishiga olib keladigan omillar deyiladi ionizatorlar. Ionlanish jarayonining miqdoriy xarakteristikasi hisoblanadi ionlanish intensivligi, vaqt birligida gazning birlik hajmida paydo bo'ladigan qarama-qarshi belgili zaryadlangan zarrachalar juftlari soni bilan o'lchanadi.
Atomning ionlanishi ma'lum energiya - ionlanish energiyasini sarflashni talab qiladi. Atomni (yoki molekulani) ionlashtirish uchun chiqarilgan elektron va atomning (yoki molekulaning) qolgan zarralari orasidagi o'zaro ta'sir kuchlariga qarshi ish qilish kerak. Bu ish A i ionlash ishi deb ataladi. Ionlash ishining miqdori quyidagilarga bog'liq kimyoviy tabiat gaz va atom yoki molekulada chiqarilgan elektronning energiya holati.
Ionizator ishlashni to'xtatgandan so'ng, vaqt o'tishi bilan gazdagi ionlar soni kamayadi va oxir-oqibat ionlar butunlay yo'qoladi. Ionlarning yo'q bo'lib ketishi ionlar va elektronlarning issiqlik harakatida ishtirok etishi va shuning uchun bir-biri bilan to'qnashishi bilan izohlanadi. Ijobiy ion va elektron to'qnashganda, ular neytral atomga qayta qo'shilishi mumkin. Xuddi shunday, musbat va manfiy ionlar to'qnashganda, manfiy ion ortiqcha elektronini musbat ionga berishi mumkin va ikkala ion ham neytral atomlarga aylanadi. Ionlarning o'zaro neytrallanish jarayoni deyiladi ionlarning rekombinatsiyasi. Ijobiy ion va elektron yoki ikkita ion qayta birlashganda ionlanishga sarflangan energiyaga teng ma'lum energiya ajralib chiqadi. Qisman yorug'lik shaklida chiqariladi va shuning uchun ionlarning rekombinatsiyasi porlash (rekombinatsiya porlashi) bilan birga keladi.
Gazlardagi elektr razryad hodisalarida atomlarning elektron ta'sirida ionlanishi muhim rol o'ynaydi. Bu jarayon shundan iboratki, etarli kinetik energiyaga ega harakatlanuvchi elektron neytral atom bilan to'qnashganda undan bir yoki bir nechta atom elektronlarini chiqarib tashlaydi, buning natijasida neytral atom musbat ionga aylanadi va yangi elektronlar paydo bo'ladi. gazda (bu haqda keyinroq muhokama qilinadi).
Quyidagi jadvalda ba'zi atomlarning ionlanish energiyalari keltirilgan.
3. Gazlarning elektr o'tkazuvchanligi mexanizmi.
Gazlarning o'tkazuvchanlik mexanizmi elektrolitlar eritmalari va eritmalarining o'tkazuvchanlik mexanizmiga o'xshaydi. Tashqi maydon bo'lmaganda, neytral molekulalar kabi zaryadlangan zarralar xaotik harakat qiladi. Agar ionlar va erkin elektronlar tashqi elektr maydoniga kirsa, ular bir yo'nalishda harakat qila boshlaydilar va gazlarda elektr tokini hosil qiladilar.
Shunday qilib, gazdagi elektr toki musbat ionlarning katodga, manfiy ionlar va elektronlarning esa anodga yo'naltirilgan harakatini ifodalaydi. Umumiy oqim gazda zaryadlangan zarrachalarning ikkita oqimidan iborat: anodga boradigan oqim va katodga yo'naltirilgan oqim.
Zaryadlangan zarrachalarning neytrallanishi elektrolitlar eritmalari va eritmalari orqali elektr tokining o'tishi kabi elektrodlarda sodir bo'ladi. Shu bilan birga, gazlarda elektrolitlar eritmalarida bo'lgani kabi, elektrodlarda ham moddalar ajralib chiqmaydi. Gaz ionlari elektrodlarga yaqinlashib, ularga o'z zaryadlarini beradi, neytral molekulalarga aylanadi va yana gazga tarqaladi.
Ionlangan gazlar va elektrolitlar eritmalari (eritmalar) ning elektr o'tkazuvchanligidagi yana bir farq shundaki, gazlar orqali oqim o'tganda manfiy zaryad birinchi navbatda manfiy ionlar tomonidan emas, balki elektronlar tomonidan tashiladi, garchi manfiy ionlar tufayli o'tkazuvchanlik ham rol o'ynashi mumkin.
Shunday qilib, gazlar metallarnikiga o'xshash elektron o'tkazuvchanlikni o'tkazuvchanlikka o'xshash ion o'tkazuvchanligi bilan birlashtiradi. suvli eritmalar va elektrolitlar eriydi.
4. O'z-o'zidan ta'minlanmagan gaz chiqarish.
Elektr tokini gaz orqali o'tkazish jarayoni gaz razryadi deb ataladi. Agar gazning elektr o'tkazuvchanligi tashqi ionizatorlar tomonidan yaratilgan bo'lsa, unda paydo bo'ladigan elektr toki deyiladi. barqaror bo'lmagan gaz chiqishi. Tashqi ionizatorlar ta'sirini to'xtatish bilan o'z-o'zidan bo'lmagan oqim to'xtaydi. O'z-o'zidan ta'minlanmagan gaz chiqishi gazning porlashi bilan birga kelmaydi.
Quyida gazdagi o'z-o'zini ushlab turmaydigan razryad paytida oqimning kuchlanishga bog'liqligi grafigi keltirilgan. Grafikni tuzish uchun shisha ichiga muhrlangan ikkita metall elektrodli shisha naycha ishlatilgan. Zanjir quyidagi rasmda ko'rsatilganidek yig'iladi.
Muayyan kuchlanishda bir soniyada ionizator tomonidan gazda hosil bo'lgan barcha zaryadlangan zarralar bir vaqtning o'zida elektrodlarga etib boradigan moment keladi. Kuchlanishning yanada oshishi endi uzatilgan ionlar sonining ko'payishiga olib kelishi mumkin emas. Oqim to'yinganlikka etadi (1-grafikning gorizontal qismi).
5. O'z-o'zidan gaz chiqarish.
Tashqi ionizator ishlamay qolgandan keyin ham davom etuvchi gazdagi elektr razryad deyiladi mustaqil gaz chiqarish. Uni amalga oshirish uchun o'z-o'zidan tushirish natijasida gazda doimiy ravishda bepul zaryadlar hosil bo'lishi kerak. Ularning paydo bo'lishining asosiy manbai gaz molekulalarining zarba ionlanishidir.
Agar to'yinganlikka erishganimizdan so'ng, biz elektrodlar orasidagi potentsial farqni oshirishni davom ettirsak, u holda etarli darajada yuqori kuchlanishdagi oqim kuchi keskin o'sa boshlaydi (2-rasm).
Demak, gazda ionlashtiruvchi ta'siridan hosil bo'ladigan qo'shimcha ionlar paydo bo'ladi. Joriy quvvat yuzlab va minglab marta oshishi mumkin va zaryadsizlanish jarayonida hosil bo'lgan zaryadlangan zarrachalar soni shunchalik ko'p bo'lishi mumkinki, oqimni ushlab turish uchun tashqi ionizatorga ehtiyoj qolmaydi. Shuning uchun ionizatorni endi olib tashlash mumkin.
Yuqori kuchlanishlarda tokning keskin o'sishining sabablari nimada? Tashqi ionizator taʼsirida hosil boʻlgan har qanday juft zaryadlangan zarrachalarni (musbat ion va elektron) koʻrib chiqamiz. Shu tarzda paydo bo'lgan erkin elektron musbat elektrodga - anodga, musbat ion esa - katodga o'ta boshlaydi. O'z yo'lida elektron ionlar va neytral atomlarga duch keladi. Ikki ketma-ket to'qnashuvlar orasidagi intervallarda elektr maydon kuchlarining ishi tufayli elektronning energiyasi ortadi.
 |
Elektrodlar orasidagi potentsial farq qanchalik katta bo'lsa, elektr maydon kuchi shunchalik katta bo'ladi. Keyingi toʻqnashuv oldidan elektronning kinetik energiyasi maydon kuchiga va elektronning oʻrtacha erkin yoʻliga mutanosib: MV 2 /2=eEl. Agar elektronning kinetik energiyasi neytral atomni (yoki molekulani) ionlash uchun bajarilishi kerak bo'lgan ish A i dan oshsa, ya'ni. MV 2 >A i, keyin elektron atom (yoki molekula) bilan to'qnashganda u ionlanadi. Natijada, bitta elektron o'rniga ikkita (atomga uruvchi va atomdan yirtilgan) ikkita elektron paydo bo'ladi. Ular, o'z navbatida, maydonda energiya oladi va yaqinlashib kelayotgan atomlarni ionlashtiradi va hokazo. Natijada, zaryadlangan zarralar soni tezda ko'payadi va elektron ko'chki paydo bo'ladi. Ta'riflangan jarayon deyiladi elektron ta'sirida ionlanish.
Ammo elektron ta'sirida ionlanishning o'zi mustaqil zaryadning saqlanishini ta'minlay olmaydi. Darhaqiqat, shu tarzda hosil bo'lgan barcha elektronlar anod tomon harakatlanadi va anodga etib borganida, "o'yindan chiqib ketadi". Raqamni ushlab turish uchun katoddan elektronlar chiqarilishi kerak ("emissiya" "emissiya" degan ma'noni anglatadi). Elektron emissiya bir necha sabablarga ko'ra bo'lishi mumkin.
Elektronlarning neytral atomlar bilan to'qnashuvi paytida hosil bo'lgan musbat ionlar, katod tomon harakatlanayotganda, maydon ta'sirida yuqori kinetik energiyaga ega bo'ladi. Bunday tez ionlar katodga tegsa, elektronlar katod yuzasidan chiqib ketadi.
Bundan tashqari, katod yuqori haroratgacha qizdirilganda elektronlar chiqarishi mumkin. Bu jarayon deyiladi termion emissiya. Buni metalldan elektronlarning bug'lanishi deb hisoblash mumkin. Ko'pgina qattiq jismlarda termion emissiya moddaning bug'lanishi hali ham kichik bo'lgan haroratlarda sodir bo'ladi. Bunday moddalar katodlar tayyorlash uchun ishlatiladi.
O'z-o'zidan tushirish paytida katodning isishi uning ijobiy ionlar bilan bombardimon qilinishi tufayli sodir bo'lishi mumkin. Agar ion energiyasi unchalik katta bo'lmasa, u holda elektronlar katoddan chiqarilmaydi va termion emissiya tufayli elektronlar chiqariladi.
6. O'z-o'zidan zaryadsizlanishning har xil turlari va ularning texnik qo'llanilishi.
Gazning xossalari va holatiga, elektrodlarning tabiati va joylashishiga, shuningdek elektrodlarga qo'llaniladigan kuchlanishga qarab, har xil turlari mustaqil tushirish. Keling, ulardan bir nechtasini ko'rib chiqaylik.
A. Yorqin oqim.
da gazlarda porlash razryadlari kuzatiladi past bosimlar bir necha o'nlab millimetr simob yoki undan kam. Agar nurli razryadli trubkani ko'rib chiqsak, biz porlash razryadning asosiy qismlari ekanligini ko'rishimiz mumkin katod qorong'u bo'shliq, undan keskin uzoqlashdi salbiy, yoki yonayotgan nur, bu hududga asta-sekin ko'chib o'tadi Faraday qorong'u makon. Bu uch mintaqa razryadning katod qismini tashkil qiladi, undan keyin razryadning asosiy yorug'lik qismini tashkil qiladi, bu uning optik xususiyatlarini belgilaydi va deyiladi. ijobiy ustun.
Yorug'lik oqimini saqlashda asosiy rolni uning katod qismining dastlabki ikki mintaqasi o'ynaydi. Xarakterli xususiyat Bu turdagi razryad katod yaqinida potentsialning keskin pasayishi bo'lib, u katod yaqinida ionlarning harakat tezligi nisbatan past bo'lganligi sababli I va II mintaqalar chegarasida musbat ionlarning yuqori konsentratsiyasi bilan bog'liq. Katod qorong'u fazoda elektronlar va musbat ionlarning kuchli tezlashishi, elektronlarni katoddan urib yuboradi. Yonayotgan nurlanish hududida elektronlar gaz molekulalarining kuchli ta'sir ionlanishini keltirib chiqaradi va energiyasini yo'qotadi. Bu erda zaryadni ushlab turish uchun zarur bo'lgan ijobiy ionlar hosil bo'ladi. Bu mintaqada elektr maydon kuchi past. Yorqinlik asosan ionlar va elektronlarning rekombinatsiyasidan kelib chiqadi. Katod qorong'u bo'shlig'ining hajmi gaz va katod materialining xususiyatlari bilan belgilanadi.
Ijobiy ustun hududida elektronlar va ionlarning kontsentratsiyasi taxminan bir xil va juda yuqori bo'lib, bu musbat ustunning yuqori elektr o'tkazuvchanligiga va undagi potentsialning biroz pasayishiga olib keladi. Ijobiy ustunning porlashi hayajonlangan gaz molekulalarining porlashi bilan belgilanadi. Anod yaqinida, nisbatan keskin o'zgarish ijobiy ionlarni hosil qilish jarayoni bilan bog'liq potentsial. Ba'zi hollarda ijobiy ustun alohida yorug'lik joylariga bo'linadi - qatlamlar, qorong'u joylar bilan ajratilgan.
Ijobiy ustun porlashni ushlab turishda muhim rol o'ynamaydi, shuning uchun kolba elektrodlari orasidagi masofa pasayganda, musbat ustun uzunligi kamayadi va u butunlay yo'qolishi mumkin. Vaziyat elektrodlar bir-biriga yaqinlashganda o'zgarmaydigan katod qorong'i bo'shliqning uzunligi bilan farq qiladi. Agar elektrodlar shunchalik yaqin bo'lsa, ular orasidagi masofa katod qorong'i bo'shlig'ining uzunligidan kamroq bo'lsa, gazda porlash to'xtaydi. Tajribalar shuni ko'rsatadiki, boshqa narsalar teng bo'lganda, katod qorong'i fazosining uzunligi d gaz bosimiga teskari proportsionaldir. Binobarin, yetarlicha past bosimlarda katoddan musbat ionlar bilan urilgan elektronlar gazdan deyarli molekulalari bilan to‘qnashmasdan o‘tib, hosil bo‘ladi. elektron, yoki katod nurlari .
Yorqin razryad gaz-yorug'lik naychalarida, lyuminestsent lampalarda, kuchlanish stabilizatorlarida, elektron va ion nurlarini ishlab chiqarishda qo'llaniladi. Agar katodda tirqish bo'lsa, tor ion nurlari, ko'pincha deyiladi kanal nurlari. Keng qo'llaniladigan hodisa katodli purkash, ya'ni. musbat ionlar ta'sirida katod yuzasining buzilishi. Katod materialining ultramikroskopik bo'laklari to'g'ri chiziqlar bo'ylab barcha yo'nalishlarda uchadi va naychaga joylashtirilgan jismlar (ayniqsa dielektriklar) yuzasini yupqa qatlam bilan qoplaydi. Shu tarzda bir qator qurilmalar uchun nometall tayyorlanadi va selenli fotoelementlarga yupqa metall qatlam qo'llaniladi.
B. Korona oqishi.
Korona zaryadsizlanishi o'ta bir xil bo'lmagan elektr maydonida (masalan, yuqori voltli liniyalarning uchlari yoki simlari yaqinida) joylashgan gazda normal bosimda sodir bo'ladi. Tojni tushirish paytida gazning ionlanishi va porlashi faqat toj elektrodlari yaqinida sodir bo'ladi. Katod toji (salbiy toj) holatida gaz molekulalarining ta'sir ionlanishiga olib keladigan elektronlar musbat ionlar bilan bombardimon qilinganda katoddan chiqib ketadi. Agar anod tojlangan bo'lsa (ijobiy toj), elektronlarning hosil bo'lishi anod yaqinidagi gazning fotoionlanishi tufayli sodir bo'ladi. Korona - zararli hodisa bo'lib, oqimning oqishi va elektr energiyasining yo'qolishi bilan birga keladi. Korona shikastlanishini kamaytirish uchun o'tkazgichlarning egrilik radiusi oshiriladi va ularning yuzasi iloji boricha silliq bo'ladi. Elektrodlar orasidagi yetarlicha yuqori kuchlanishda toj razryadi uchqun razryadiga aylanadi.
Kuchlanish kuchayganida, tojning uchidagi zaryadsizlanishi uchidan chiqadigan va vaqt o'tishi bilan almashinadigan yorug'lik chiziqlari shaklini oladi. Bir qator burmalar va egilishlarga ega bo'lgan bu chiziqlar cho'tkaning o'xshashligini hosil qiladi, buning natijasida bunday oqim deyiladi. karpal .
Zaryadlangan momaqaldiroq buluti uning ostidagi Yer yuzasida qarama-qarshi belgili elektr zaryadlarini keltirib chiqaradi. Maslahatlarda ayniqsa katta zaryad to'planadi. Shuning uchun, momaqaldiroqdan oldin yoki paytida, ko'pincha chekkalarda va o'tkir burchaklar Ob'ektlar baland ko'tarilganda, to'qmoqsimon konuslar miltillaydi. Qadim zamonlardan beri bu porlash Sankt Elmoning olovlari deb ataladi.
Ayniqsa, alpinistlar bu hodisaga tez-tez guvoh bo'lishadi. Ba'zan nafaqat metall buyumlar, balki boshdagi sochlarning uchlari ham kichik nurli to'qmoqlar bilan bezatilgan.
Yuqori kuchlanish bilan ishlashda korona zaryadini hisobga olish kerak. Agar chiqadigan qismlar yoki juda nozik simlar bo'lsa, korona oqishi mumkin. Bu quvvat oqib chiqishiga olib keladi. Yuqori kuchlanish liniyasining kuchlanishi qanchalik baland bo'lsa, simlar qanchalik qalin bo'lishi kerak.
C. Uchqun chiqishi.
Uchqun chiqishi yorqin zigzagli dallanadigan iplar-kanallar ko'rinishiga ega bo'lib, ular chiqarish bo'shlig'iga kirib, yo'q bo'lib ketadi, ularning o'rnini yangilari egallaydi. Tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, uchqun chiqarish kanallari ba'zan musbat elektroddan, ba'zan salbiydan, ba'zan esa elektrodlar orasidagi bir nuqtadan o'sishni boshlaydi. Bu uchqun chiqishi bilan ta'sir qilish orqali ionlanish gazning butun hajmida emas, balki ion kontsentratsiyasi tasodifan eng yuqori bo'lgan joylarda o'tadigan alohida kanallar orqali sodir bo'lishi bilan izohlanadi. Uchqun chiqishi chiqishi bilan birga keladi katta miqdor issiqlik, yorqin gaz porlashi, yorilish yoki momaqaldiroq. Bu hodisalarning barchasi uchqun kanallarida paydo bo'ladigan elektron va ion ko'chkilari tufayli yuzaga keladi va bosimning 10 7 ¸ 10 8 Pa gacha ko'tarilishi va haroratning 10 000 ° C gacha ko'tarilishiga olib keladi.
Uchqun chiqishining odatiy misoli chaqmoqdir. Asosiy kanal Chaqmoqning diametri 10 dan 25 sm gacha, chaqmoq uzunligi esa bir necha kilometrga yetishi mumkin. Chaqmoq zarbasining maksimal oqim kuchi o'nlab va yuz minglab amperlarga etadi.
Chiqarish bo'shlig'i qisqa bo'lsa, uchqun chiqishi anodning o'ziga xos halokatiga olib keladi, deyiladi eroziya. Ushbu hodisa kesish, burg'ulash va boshqa turdagi nozik metallni qayta ishlashning elektr uchqun usulida ishlatilgan.
Uchqun bo'shlig'i elektr uzatish liniyalarida (masalan, telefon liniyalarida) kuchlanishdan himoya qiluvchi sifatida ishlatiladi. Agar chiziq yaqinida kuchli qisqa muddatli oqim o'tsa, u holda bu liniyaning simlarida kuchlanish va oqimlar paydo bo'ladi, bu elektr inshootini buzishi mumkin va inson hayoti uchun xavflidir. Bunga yo'l qo'ymaslik uchun ikkita kavisli elektroddan iborat bo'lgan maxsus sigortalar qo'llaniladi, ulardan biri chiziqqa ulangan, ikkinchisi esa erga ulangan. Agar chiziqning erga nisbatan potentsiali sezilarli darajada oshsa, elektrodlar o'rtasida uchqun chiqishi paydo bo'ladi, u bilan isitiladigan havo bilan birga ko'tariladi, uzayadi va uziladi.
Nihoyat, elektr uchqun yordamida katta potentsial farqlarni o'lchash uchun foydalaniladi to'pni ushlab turuvchi, elektrodlari silliqlangan yuzasi bo'lgan ikkita metall to'pdir. To'plar bir-biridan uzoqlashtiriladi va ularga o'lchangan potentsial farq qo'llaniladi. Keyin to'plar ular orasida uchqun sakrab chiqmaguncha bir-biriga yaqinlashadi. To'plarning diametrini, ular orasidagi masofani, bosimni, haroratni va havo namligini bilib, maxsus jadvallar yordamida to'plar orasidagi potentsial farqni toping. Ushbu usul bir necha foiz aniqlik bilan o'n minglab voltsli tartibdagi potentsial farqlarni o'lchashi mumkin.
D. Ark zaryadsizlanishi.
Ark zaryadini 1802 yilda V.V.Petrov kashf etgan. Bu razryad yuqori oqim zichligida va elektrodlar orasidagi nisbatan past kuchlanishda (bir necha o'nlab voltlar tartibida) amalga oshiriladigan gaz chiqarish shakllaridan biridir. Ark zaryadsizlanishining asosiy sababi issiq katoddan termion elektronlarning intensiv emissiyasidir. Bu elektronlar elektr maydon tomonidan tezlashadi va gaz molekulalarining zarba ionlanishini hosil qiladi, buning natijasida elektrodlar orasidagi gaz bo'shlig'ining elektr qarshiligi nisbatan kichikdir. Agar siz tashqi kontaktlarning zanglashiga olib keladigan qarshiligini kamaytirsangiz va yoyni tushirish oqimini oshirsangiz, gaz bo'shlig'ining o'tkazuvchanligi shunchalik ko'payadiki, elektrodlar orasidagi kuchlanish pasayadi. Shuning uchun ular kamon zaryadsizlanishi oqim kuchlanishining pasayishi xususiyatiga ega, deyishadi. Atmosfera bosimida katod harorati 3000 °C ga etadi. Elektronlar anodni bombardimon qilib, unda depressiya (krater) hosil qiladi va uni isitadi. Kraterning harorati taxminan 4000 ° C, yuqori havo bosimida esa 6000-7000 ° S ga etadi. Ark tushirish kanalidagi gaz harorati 5000-6000 ° S ga etadi, shuning uchun unda kuchli termal ionlanish sodir bo'ladi.
Ba'zi hollarda katodning nisbatan past haroratida (masalan, simob yoy chiroqida) kamon zaryadsizlanishi kuzatiladi.
1876 yilda P. N. Yablochkov birinchi bo'lib yorug'lik manbai sifatida elektr yoyidan foydalangan. "Yablochkov shamida" ko'mirlar parallel ravishda joylashtirilgan va kavisli qatlam bilan ajratilgan va ularning uchlari o'tkazuvchan "ateşleme ko'prigi" bilan bog'langan. Oqim yoqilganda, olov ko'prigi yonib ketdi va ko'mirlar orasida elektr yoyi paydo bo'ldi. Ko'mir yonib ketganda, izolyatsion qatlam bug'langan.
Ark zaryadsizlanishi bugungi kunda ham yorug'lik manbai sifatida ishlatiladi, masalan, yorug'lik chiroqlari va proyeksiya qurilmalarida.
Yuqori harorat boshq deşarj, uni boshq o'choq qurish uchun ishlatish imkonini beradi. Hozirgi vaqtda juda yuqori tok bilan ishlaydigan kamon pechlari bir qator sanoat tarmoqlarida qo'llaniladi: po'lat, quyma temir, ferroqotishmalar, bronza eritish, kaltsiy karbid, azot oksidi va boshqalarni olish uchun.
1882 yilda N. N. Benardos birinchi marta metallni kesish va payvandlash uchun yoyli razryaddan foydalangan. Statsionar uglerod elektrodi va metall orasidagi oqim ikkita metall plitalar (yoki plitalar) birlashmasini isitadi va ularni payvandlaydi. Benardos xuddi shu usuldan metall plitalarni kesib, ularda teshik ochgan. 1888 yilda N. G. Slavyanov bu payvandlash usulini takomillashtirdi, uglerod elektrodini metall bilan almashtirdi.
Ark zaryadsizlanishi simob rektifikatorida qo'llanilishini topdi, u o'zgaruvchan elektr tokini to'g'ridan-to'g'ri oqimga aylantiradi.
E. Plazma.
Plazma qisman yoki to'liq ionlangan gaz bo'lib, unda musbat va manfiy zaryadlarning zichligi deyarli tengdir. Shunday qilib, plazma bir butun sifatida elektr neytral tizimdir.
Plazmaning miqdoriy xarakteristikasi ionlanish darajasidir. Plazmaning ionlanish darajasi a - bu zaryadlangan zarrachalarning hajm konsentratsiyasining zarrachalarning umumiy hajm konsentratsiyasiga nisbati. Ionlanish darajasiga qarab plazma quyidagilarga bo'linadi zaif ionlangan(a - foizning ulushi), qisman ionlangan (a bir necha foizga teng) va to'liq ionlangan (a - 100% ga yaqin). Zaif ionlangan plazma tabiiy sharoitlar atmosferaning yuqori qatlamlari - ionosferadir. Quyosh, issiq yulduzlar va ba'zi yulduzlararo bulutlar yuqori haroratlarda hosil bo'ladigan to'liq ionlangan plazmadir.
O'rtacha energiya har xil turlari plazmani tashkil etuvchi zarralar bir-biridan sezilarli darajada farq qilishi mumkin. Shuning uchun plazmani bitta harorat qiymati T bilan tavsiflash mumkin emas; elektron harorat T e, ion harorati T i (yoki plazmada bir necha turdagi ionlar mavjud bo'lsa, ion haroratlari) va neytral atomlar T a (neytral komponent) harorati o'rtasida farq qilinadi. Bunday plazma barcha komponentlarning harorati bir xil bo'lgan izotermik plazmadan farqli o'laroq, izotermik bo'lmagan deb ataladi.
Plazma ham yuqori haroratli (T i » 10 6 -10 8 K va undan ortiq) va past haroratga bo'linadi!!! (Ti<=10 5 К). Это условное разделение связано с особой влажностью высокотемпературной плазмы в связи с проблемой осуществления управляемого термоядерного синтеза.
Plazma bir qator o'ziga xos xususiyatlarga ega, bu bizga uni materiyaning maxsus to'rtinchi holati deb hisoblash imkonini beradi.
Yuqori harakatchanligi tufayli zaryadlangan plazma zarralari elektr va magnit maydonlar ta'sirida osongina harakatlanadi. Shu sababli, bir xil zaryad belgisi zarrachalarining to'planishi natijasida kelib chiqqan plazmaning alohida joylarining elektr neytralligining har qanday buzilishi tezda yo'q qilinadi. Olingan elektr maydonlari elektr neytralligi tiklanmaguncha va elektr maydoni nolga teng bo'lguncha zaryadlangan zarrachalarni harakatga keltiradi. Molekulalari o'rtasida qisqa masofali kuchlar mavjud bo'lgan neytral gazdan farqli o'laroq, Kulon kuchlari plazmaning zaryadlangan zarralari o'rtasida harakat qiladi, ular masofa bilan nisbatan sekin kamayadi. Har bir zarracha bir vaqtning o'zida ko'p sonli atrofdagi zarralar bilan o'zaro ta'sir qiladi. Shu sababli, xaotik termal harakat bilan birga, plazma zarralari turli tartibli harakatlarda ishtirok etishi mumkin. Har xil turdagi tebranishlar va to'lqinlar plazmada osongina qo'zg'atiladi.
Ionlanish darajasi oshgani sayin plazma o'tkazuvchanligi ortadi. Yuqori haroratlarda to'liq ionlangan plazma o'zining o'tkazuvchanligi bo'yicha supero'tkazgichlarga yaqinlashadi.
Past haroratli plazma gaz deşarjli yorug'lik manbalarida - reklama belgilari uchun yorug'lik naychalarida, lyuminestsent lampalarda qo'llaniladi. Gaz deşarjli lampalar ko'plab qurilmalarda, masalan, gaz lazerlarida - kvant yorug'lik manbalarida qo'llaniladi.
Yuqori haroratli plazma magnit gidrodinamik generatorlarda qo'llaniladi.
Yaqinda yangi qurilma - plazmatron yaratildi. Plazma mash'alasi texnologiyaning turli sohalarida keng qo'llaniladigan zich past haroratli plazmaning kuchli oqimlarini yaratadi: metallarni kesish va payvandlash, qattiq jinslarda quduqlarni burg'ulash va boshqalar.
Foydalanilgan adabiyotlar roʻyxati:
1) Fizika: Elektrodinamika. 10-11 sinflar: darslik. fizikani chuqur o'rganish uchun/G. Y. Myakishev, A. Z. Sinyakov, B. A. Slobodskov. – 2-nashr – M.: Bustard, 1998. – 480 b.
2) Fizika kursi (uch jildda). T. II. Elektr va magnitlanish. Darslik kollejlar uchun qo'llanma./Detlaf A.A., Yavorskiy B.M., Milkovskaya L.B. Ed. 4, qayta ko'rib chiqilgan – M.: Oliy maktab, 1977. – 375 b.
3) Elektr energiyasi./E. G. Kalashnikov. Ed. "Ilm", Moskva, 1977 yil.
4) Fizika./B. B. Buxovtsev, Yu. L. Klimontovich, G. Ya. Myakishev. 3-nashr, qayta ko'rib chiqilgan. – M.: Ta’lim, 1986 yil.
Oddiy sharoitlarda gazlar elektr tokini o'tkazmaydi, chunki ularning molekulalari elektr jihatdan neytraldir. Masalan, quruq havo yaxshi izolyatordir, chunki biz buni elektrostatikada eng oddiy tajribalar yordamida tekshirishimiz mumkin. Biroq, havo va boshqa gazlar, agar ularda u yoki bu tarzda ionlar hosil bo'lsa, elektr tokining o'tkazgichlariga aylanadi.
Guruch. 100. Havo ionlangan bo'lsa, elektr tokining o'tkazuvchisiga aylanadi
Havoning olov bilan ionlanishi paytida uning o'tkazuvchanligini ko'rsatadigan eng oddiy tajriba rasmda ko'rsatilgan. 100: plitalar orasidagi bo'shliqqa yoqilgan gugurt kiritilganda uzoq vaqt saqlanib turadigan plitalardagi zaryad tezda yo'qoladi.
Gaz chiqarish. Elektr tokini gaz orqali o'tkazish jarayoni odatda gaz razryadi (yoki gazdagi elektr razryadi) deb ataladi. Gaz chiqindilari ikki turga bo'linadi: o'z-o'zidan ta'minlanadigan va o'z-o'zidan ta'minlanmagan.
Mustaqil bo'lmagan tushirish. Gazdagi razryad, agar uni ushlab turish uchun tashqi manba kerak bo'lsa, o'z-o'zidan barqaror emas deb ataladi
ionlanish. Gaz tarkibidagi ionlar yuqori haroratlar, rentgen va ultrabinafsha nurlanish, radioaktivlik, kosmik nurlar va boshqalar ta'sirida paydo bo'lishi mumkin. Bu barcha holatlarda atom yoki molekulaning elektron qobig'idan bir yoki bir nechta elektron ajralib chiqadi. Natijada gazda musbat ionlar va erkin elektronlar paydo bo'ladi. Chiqarilgan elektronlar neytral atomlar yoki molekulalarga yopishib, ularni manfiy ionlarga aylantirishi mumkin.
Ionizatsiya va rekombinatsiya. Gazda ionlanish jarayonlari bilan bir qatorda teskari rekombinatsiya jarayonlari ham sodir bo'ladi: bir-biri bilan bog'lanib, musbat va manfiy ionlar yoki musbat ionlar va elektronlar neytral molekulalar yoki atomlarni hosil qiladi.
Ionlanish va rekombinatsiya jarayonlarining doimiy manbai tufayli vaqt o'tishi bilan ion konsentratsiyasining o'zgarishini quyidagicha tavsiflash mumkin. Faraz qilaylik, ionlanish manbai musbat ionlar va vaqt birligida gaz hajmining birligi uchun bir xil miqdordagi elektronlar hosil qiladi. Agar gazda elektr toki bo'lmasa va diffuziya tufayli ko'rib chiqilayotgan hajmdan ionlarning ketishini e'tiborsiz qoldirish mumkin bo'lsa, u holda ion konsentratsiyasini kamaytirishning yagona mexanizmi rekombinatsiya bo'ladi.
Rekombinatsiya musbat ion elektron bilan uchrashganda sodir bo'ladi. Bunday uchrashuvlar soni ham ionlar soniga, ham erkin elektronlar soniga, ya'ni proportsionaldir. Shuning uchun, vaqt birligida birlik hajmdagi ionlar sonining kamayishi shaklda yozilishi mumkin , bu erda a doimiy qiymat rekombinatsiya koeffitsienti deb ataladi.
Agar kiritilgan taxminlar to'g'ri bo'lsa, gazdagi ionlar uchun muvozanat tenglamasi shaklda yoziladi.
Biz bu differensial tenglamani umumiy shaklda yechmaymiz, lekin ba'zi qiziqarli maxsus holatlarni ko'rib chiqamiz.
Avvalo shuni ta'kidlaymizki, bir muncha vaqt o'tgach, ionlanish va rekombinatsiya jarayonlari bir-birini kompensatsiyalashi kerak va gazda doimiy konsentratsiya o'rnatiladi; ko'rish mumkinki, qachonki
Ionlanish manbai qanchalik kuchli va rekombinatsiya koeffitsienti a qanchalik past bo'lsa, statsionar ion konsentratsiyasi shunchalik yuqori bo'ladi.
Ionizatorni o'chirgandan so'ng, ion kontsentratsiyasining pasayishi tenglama (1) bilan tavsiflanadi, unda siz dastlabki konsentratsiya qiymati sifatida qabul qilishingiz kerak.
Ushbu tenglamani integratsiyadan keyin shaklda qayta yozsak, biz olamiz
Ushbu funktsiyaning grafigi rasmda ko'rsatilgan. 101. Bu giperbola bo'lib, uning asimptotalari vaqt o'qi va vertikal to'g'ri chiziqdir.Albatta, giperbolaning faqat qiymatlarga mos keladigan kesimigina fizik ma'noga ega.Konsentratsiyaning sekin pasayishiga e'tibor bering. fizikada tez-tez uchrab turadigan, har qanday miqdorning kamayish tezligi ushbu miqdorning oniy qiymatining birinchi darajasiga mutanosib bo'lganda amalga oshiriladigan eksponensial yemirilish jarayonlari bilan solishtirganda vaqt bilan.
Guruch. 101. Ionlanish manbasini o'chirgandan keyin gazdagi ionlar konsentratsiyasining pasayishi
O'z-o'zidan o'tkazuvchanlik. Agar gaz tashqi elektr maydonida bo'lsa, ionlashtiruvchi ishlamay qolgandan so'ng ion konsentratsiyasining pasayishi jarayoni sezilarli darajada tezlashadi. Elektrodlar va ionlarni elektrodlarga tortib, elektr maydoni ionizator bo'lmaganda gazning elektr o'tkazuvchanligini juda tez nolga tushirishi mumkin.
O'z-o'zidan barqaror bo'lmagan razryadning qonuniyatlarini tushunish uchun tashqi manba bilan ionlangan gazdagi oqim bir-biriga parallel bo'lgan ikkita tekis elektrod o'rtasida oqadigan holatni soddalik uchun ko'rib chiqaylik. Bunday holda, ionlar va elektronlar elektrodlarga qo'llaniladigan kuchlanishning ular orasidagi masofaga nisbatiga teng bo'lgan E intensivlikdagi bir xil elektr maydonida bo'ladi.
Elektron va ionlarning harakatchanligi. Doimiy qo'llaniladigan kuchlanish bilan zanjirda ma'lum bir doimiy tok kuchi 1 o'rnatiladi.Bu ionlangan gazdagi elektronlar va ionlarning doimiy tezlikda harakat qilishini anglatadi. Bu haqiqatni tushuntirish uchun, biz elektr maydonining doimiy tezlashtiruvchi kuchidan tashqari, harakatlanuvchi ionlar va elektronlar tezligi ortib borayotgan qarshilik kuchlariga ta'sir qiladi deb taxmin qilishimiz kerak. Bu kuchlar elektronlar va ionlarning neytral atomlar va gaz molekulalari bilan to'qnashuvining o'rtacha ta'sirini tavsiflaydi. Qarshilik kuchlari tufayli
O'rtacha, elektronlar va ionlarning doimiy tezligi elektr maydon kuchi E ga mutanosib ravishda o'rnatiladi:
Proportsionallik koeffitsientlari elektron va ionlarning harakatchanligi deb ataladi. Ion va elektronlarning harakatchanligi turli qiymatlarga ega va gaz turiga, uning zichligiga, haroratiga va boshqalarga bog'liq.
Elektr tokining zichligi, ya'ni elektronlar va ionlar tomonidan vaqt birligida birlik maydon orqali o'tkaziladigan zaryad elektronlar va ionlarning kontsentratsiyasi, ularning zaryadlari va barqaror harakat tezligi orqali ifodalanadi.
Kvazi-neytrallik. Oddiy sharoitlarda ionlangan gaz umuman elektr neytral yoki ular aytganidek, kvazi-neytraldir, chunki nisbatan kichik miqdordagi elektron va ionlarni o'z ichiga olgan kichik hajmlarda elektr neytrallik holati buzilishi mumkin. Bu munosabatlar qanoatlantirilganligini anglatadi
O'z-o'zidan saqlanmagan oqim paytida oqim zichligi. Gazdagi o'z-o'zini ushlab turmaydigan razryad paytida vaqt o'tishi bilan oqim tashuvchilar kontsentratsiyasining o'zgarishi qonunini olish uchun tashqi manba tomonidan ionlanish va rekombinatsiya jarayonlari bilan bir qatorda elektronlar va ionlarning elektrodlarga qochishi. Hajmdan elektrod maydoniga to'g'ri keladigan vaqt birligidagi zarrachalar soni teng.Bunday zarrachalar konsentratsiyasining pasayish tezligini shu sonni elektrodlar orasidagi gaz hajmiga bo'lish yo'li bilan olamiz. Shuning uchun tok borligida (1) o'rniga balans tenglamasi shaklda yoziladi
Rejimni o'rnatish uchun, qachon (8) dan biz olamiz
Tenglama (9) o'z-o'zidan barqaror bo'lmagan zaryadsizlanish paytida barqaror holatdagi oqim zichligining qo'llaniladigan kuchlanishga (yoki maydon kuchi E ga) bog'liqligini topishga imkon beradi.
Ikki cheklovchi holat darhol ko'rinadi.
Ohm qonuni. Past kuchlanishda, (9) tenglamada o'ng tarafdagi ikkinchi atama e'tibordan chetda qolishi mumkin, shundan so'ng biz (7) formulalarni olamiz va bizda mavjud
Oqim zichligi qo'llaniladigan elektr maydonining kuchiga proportsionaldir. Shunday qilib, kuchsiz elektr maydonlarida o'z-o'zidan barqaror bo'lmagan gaz zaryadsizlanishi uchun Ohm qonuni bajariladi.
To'yinganlik oqimi.(9) tenglamadagi elektronlar va ionlarning past konsentratsiyasida birinchisini (o'ng tomondagi shartlar bo'yicha kvadratik) e'tiborsiz qoldirish mumkin.Bu yaqinlashishda oqim zichligi vektori elektr maydon kuchi bo'ylab yo'naltiriladi va uning moduli
qo'llaniladigan kuchlanishga bog'liq emas. Bu natija kuchli elektr maydonlari uchun amal qiladi. Bunday holda biz to'yinganlik oqimi haqida gapiramiz.
Har ikkala ko'rib chiqilgan cheklovchi holatlar (9) tenglamaga murojaat qilmasdan o'rganilishi mumkin. Shu bilan birga, kuchlanish kuchayishi bilan Ohm qonunidan oqimning kuchlanishga chiziqli bo'lmagan bog'liqligiga o'tish qanday sodir bo'lishini kuzatish mumkin emas.
Birinchi cheklovchi holatda, oqim juda kichik bo'lsa, zaryadsizlanish hududidan elektronlar va ionlarni olib tashlashning asosiy mexanizmi rekombinatsiyadir. Shuning uchun statsionar konsentratsiya uchun (7) ni hisobga olgan holda darhol (10) formulani beradigan (2) ifodadan foydalanishimiz mumkin. Ikkinchi cheklovchi holatda, aksincha, rekombinatsiyaga e'tibor berilmaydi. Kuchli elektr maydonida elektronlar va ionlar, agar ularning kontsentratsiyasi etarlicha past bo'lsa, bir elektroddan ikkinchisiga parvoz paytida sezilarli darajada rekombinatsiya qilishga vaqtlari yo'q. Keyin tashqi manba tomonidan hosil bo'lgan barcha elektronlar va ionlar elektrodlarga etib boradi va umumiy oqim zichligi ionlashtiruvchi kameraning uzunligiga proportsionaldir, chunki ionlashtiruvchi tomonidan ishlab chiqarilgan elektronlar va ionlarning umumiy soni I ga proportsionaldir.
Gaz chiqarishni eksperimental o'rganish. O'z-o'zidan ta'minlanmaydigan gazni oqizish nazariyasining xulosalari tajribalar bilan tasdiqlangan. Gazdagi razryadni o'rganish uchun ikkita metall elektrodli shisha naychadan foydalanish qulay. Bunday o'rnatishning elektr diagrammasi rasmda ko'rsatilgan. 102. Mobillik
elektronlar va ionlar gaz bosimiga (bosimga teskari proportsional) kuchli bog'liq, shuning uchun bosimni pasaytirganda tajriba o'tkazish qulay.
Shaklda. 103-rasmda trubadagi tok kuchi I ning nay elektrodlariga qo'llaniladigan kuchlanishga bog'liqligi ko'rsatilgan.Turbadagi ionlanish, masalan, rentgen nurlari yoki ultrabinafsha nurlar yoki kuchsiz radioaktiv preparat yordamida yaratilishi mumkin. Faqat ionlarning tashqi manbasi o'zgarmas bo'lib qolishi juda muhim.OA tok kuchlanish xarakteristikasining chiziqli kesimi Ohm qonunining qo'llanilishi diapazoniga mos keladi.
Guruch. 102. Gaz chiqarishni o'rganish uchun o'rnatish sxemasi
Guruch. 103. Gaz razryadning eksperimental tok kuchlanish xarakteristikalari
Bo'limda oqim kuchi chiziqli bo'lmagan kuchlanishga bog'liq. B nuqtadan boshlab oqim to'yinganlikka etib boradi va ma'lum bir hududda doimiy bo'lib qoladi.Bularning barchasi nazariy bashoratlarga mos keladi.
Mustaqil tushirish. Biroq, S nuqtasida oqim yana, avvaliga asta-sekin, keyin esa juda keskin ko'tarila boshlaydi. Bu gazda ionlarning yangi, ichki manbai paydo bo'lganligini anglatadi. Agar biz hozir tashqi manbani olib tashlasak, gazdagi tushirish to'xtamaydi, ya'ni tushirish o'z-o'zidan o'zini o'zi ushlab turmaydi. O'z-o'zidan zaryadsizlanish jarayonida yangi elektronlar va ionlarning hosil bo'lishi gazning o'zida ichki jarayonlar natijasida sodir bo'ladi.
Elektron ta'sirli ionlanish. O'z-o'zidan barqaror bo'lmagan razryaddan o'z-o'zidan o'tishga o'tish paytida oqimning oshishi ko'chki kabi sodir bo'ladi va gazning elektr buzilishi deb ataladi. Buzilish sodir bo'ladigan kuchlanish ateşleme kuchlanishi deb ataladi. Bu gaz turiga va gaz bosimi mahsulotiga va elektrodlar orasidagi masofaga bog'liq.
Qo'llaniladigan kuchlanish kuchayishi bilan oqim kuchining ko'chkiga o'xshash o'sishi uchun javobgar bo'lgan gazdagi jarayonlar neytral atomlar yoki gaz molekulalarining elektr maydoni tomonidan tezlashtirilgan erkin elektronlar tomonidan ionlanishi bilan bog'liq.
yuqori energiya. Neytral atom yoki molekula bilan keyingi to'qnashuvdan oldingi elektronning kinetik energiyasi elektr maydon kuchi E va elektronning o'rtacha erkin yo'li X ga mutanosibdir:
Agar bu energiya neytral atom yoki molekulani ionlash uchun etarli bo'lsa, ya'ni ionlash ishidan oshib ketadi.
keyin elektron atom yoki molekula bilan to'qnashganda ular ionlanadi. Natijada bitta elektron o'rniga ikkitasi paydo bo'ladi. Ular, o'z navbatida, elektr maydon tomonidan tezlashadi va ularning yo'lida duch kelgan atom yoki molekulalarni ionlashtiradi va hokazo. Jarayon ko'chki kabi rivojlanadi va elektron ko'chki deb ataladi. Ta'riflangan ionlanish mexanizmi elektron ta'sirli ionlanish deb ataladi.
Neytral gaz atomlarining ionlanishi asosan musbat ionlar emas, balki elektronlar taʼsirida sodir boʻlishining eksperimental isboti J. Taunsend tomonidan berilgan. U silindrsimon kondansatör ko'rinishidagi ionlash kamerasini oldi, uning ichki elektrodi silindrning o'qi bo'ylab cho'zilgan ingichka metall ip edi. Bunday kamerada tezlashtiruvchi elektr maydoni juda bir jinsli bo'lib, ionlanishda asosiy rolni filament yaqinidagi eng kuchli maydon hududiga tushadigan zarralar o'ynaydi. Tajriba shuni ko'rsatadiki, elektrodlar orasidagi bir xil kuchlanishda, tashqi tsilindrga emas, balki filamentga ijobiy potentsial qo'llanilganda, tushirish oqimi kattaroq bo'ladi. Bu holda, oqim hosil qiluvchi barcha erkin elektronlar, albatta, eng kuchli maydon hududidan o'tadi.
Katoddan elektronlarning emissiyasi. O'z-o'zini ushlab turuvchi razryad faqat gazda doimiy ravishda yangi erkin elektronlar paydo bo'lganda statsionar bo'lishi mumkin, chunki ko'chkida paydo bo'lgan barcha elektronlar anodga etib boradi va o'yindan chiqariladi. Yangi elektronlar katoddan musbat ionlar tomonidan uriladi, ular katod tomon harakatlanayotganda elektr maydoni tomonidan ham tezlashadi va buning uchun etarli energiya oladi.
Katod elektronlarni nafaqat ionlar bilan bombardimon qilish natijasida, balki yuqori haroratgacha qizdirilganda ham mustaqil ravishda chiqarishi mumkin. Bu jarayon termion emissiya deb ataladi va uni metalldan elektronlarning bug'lanishining bir turi deb hisoblash mumkin. Odatda bu katod materialining bug'lanishi hali ham kichik bo'lgan haroratlarda sodir bo'ladi. O'z-o'zidan gaz chiqarish holatida katod odatda qizib ketmaydi
filament, vakuum naychalarida bo'lgani kabi, lekin ijobiy ionlar bilan bombardimon qilinganda issiqlik chiqishi tufayli. Shuning uchun katod ionlarning energiyasi elektronlarni urib tushirish uchun etarli bo'lmaganda ham elektron chiqaradi.
Gazdagi o'z-o'zidan zaryadsizlanish nafaqat kuchlanishning kuchayishi va tashqi ionlanish manbasini olib tashlash bilan o'z-o'zidan barqaror bo'lmagandan o'tish natijasida, balki yonish kuchlanish chegarasidan oshib ketadigan kuchlanishni bevosita qo'llash natijasida ham sodir bo'ladi. . Nazariya shuni ko'rsatadiki, razryadni yoqish uchun faqat tabiiy radioaktiv fon tufayli neytral gazda doimo mavjud bo'lgan juda oz miqdordagi ionlar etarli.
Gazning xususiyatlari va bosimiga, elektrodlarning konfiguratsiyasiga va elektrodlarga qo'llaniladigan kuchlanishga qarab, har xil turdagi o'z-o'zidan tushirish mumkin.
Yorqin oqim. Past bosimlarda (millimetr simobning o'ndan va yuzdan bir qismi) naychada porlash oqimi kuzatiladi. Yorqin razryadni yoqish uchun bir necha yuz yoki hatto o'nlab voltli kuchlanish etarli. Yorqin oqimda to'rtta xarakterli mintaqani ajratish mumkin. Bular katod qorong'i bo'shlig'i, porlash (yoki salbiy) yorug'lik, Faraday qorong'i fazosi va anod va katod orasidagi bo'shliqning katta qismini egallagan yorqin musbat ustundir.
Birinchi uchta mintaqa katod yaqinida joylashgan. Aynan shu erda potentsialning keskin pasayishi sodir bo'ladi, bu katodning qorong'u bo'shlig'i chegarasida musbat ionlarning yuqori konsentratsiyasi va yonayotgan porlash bilan bog'liq. Katod qorong'i fazosi hududida tezlashtirilgan elektronlar yonayotgan porlash hududida kuchli zarba ionlanishini keltirib chiqaradi. Yorqinlik ionlar va elektronlarning neytral atomlar yoki molekulalarga rekombinatsiyasi natijasida yuzaga keladi. Ijobiy zaryadsizlanish ustuni potentsialning engil pasayishi va qo'zg'aluvchan atomlar yoki gaz molekulalarining asosiy holatga qaytishi natijasida paydo bo'lgan porlash bilan tavsiflanadi.
Korona oqishi. Gazdagi nisbatan yuqori bosimlarda (atmosfera bosimi tartibida), elektr maydoni juda bir hil bo'lmagan o'tkazgichning uchli qismlari yaqinida yorug'lik zonasi tojga o'xshash razryad kuzatiladi. Korona oqishi ba'zan tabiiy ravishda daraxt tepalarida, kema ustunlarida va hokazolarda sodir bo'ladi ("Sent Elmo olovi"). Korona zaryadsizlanishi yuqori kuchlanishli texnologiyada hisobga olinishi kerak, bu razryad yuqori kuchlanishli elektr uzatish liniyalari simlari atrofida sodir bo'lib, elektr energiyasining yo'qolishiga olib keladi. Korona zaryadsizlanishi sanoat gazlarini qattiq va suyuq zarrachalarning aralashmalaridan tozalash uchun elektr cho'ktirgichlarda foydali amaliy qo'llaniladi.
Elektrodlar orasidagi kuchlanish kuchayishi bilan toj razryadlari uchqunli razryadga aylanadi va ular orasidagi bo'shliq to'liq parchalanadi.
elektrodlar. Bu oqim bo'shlig'ini bir zumda teshib, bir-birini injiqlik bilan almashtirib turadigan yorqin zigzag kanallari to'plamiga o'xshaydi. Uchqun chiqishi katta miqdordagi issiqlikning chiqishi, yorqin mavimsi-oq porlashi va kuchli yorilish bilan birga keladi. Uni elektrofor mashinasining sharlari orasida kuzatish mumkin. Gigant uchqun oqimiga misol qilib, tabiiy chaqmoqni keltirish mumkin, bu erda oqim kuchi 5-105 A ga, potentsial farq esa 109 V ga etadi.
Uchqun chiqishi atmosfera (va undan yuqori) bosimda sodir bo'lganligi sababli, ateşleme kuchlanishi juda yuqori: elektrodlar orasidagi masofa 1 sm bo'lgan quruq havoda u taxminan 30 kV ni tashkil qiladi.
Elektr yoyi. Mustaqil gaz chiqarishning o'ziga xos amaliy muhim turi elektr yoyidir. Ikkita uglerod yoki metall elektrodlar aloqa nuqtasida aloqa qilganda, yuqori kontakt qarshiligi tufayli katta miqdorda issiqlik chiqariladi. Natijada, termion emissiya boshlanadi va elektrodlar bir-biridan uzoqlashganda, ular orasida yuqori darajada ionlangan, yuqori o'tkazuvchan gazning yorqin nurli yoyi paydo bo'ladi. Kichik yoyda ham oqim kuchi bir necha amperga, katta yoyda esa - taxminan 50 V kuchlanishda bir necha yuz amperga etadi. Elektr yoyi texnologiyada kuchli yorug'lik manbai sifatida, elektr pechlarida va elektr payvandlash uchun keng qo'llaniladi. . taxminan 0,5 V kuchlanishli zaif kechiktiruvchi maydon. Bu maydon sekin elektronlarning anodga etib borishini oldini oladi. Elektr toki bilan isitiladigan K katodidan elektronlar chiqariladi.
Shaklda. 105-rasmda anod zanjiridagi tokning ushbu tajribalarda olingan tezlashtiruvchi kuchlanishga bog’liqligi ko’rsatilgan.Bu bog’liqlik 4,9 V ga karrali kuchlanishlarda maksimallari bilan monoton bo’lmagan xarakterga ega.
Atom energiyasi sathlarining diskretligi. Oqimning kuchlanishga bog'liqligini faqat simob atomlarida diskret statsionar holatlar mavjudligi bilan izohlash mumkin. Agar atomning diskret statsionar holatlari bo'lmaganida, ya'ni uning ichki energiyasi istalgan qiymatlarni qabul qilishi mumkin bo'lsa, unda har qanday elektron energiyasida atomning ichki energiyasining ortishi bilan birga bo'lgan noelastik to'qnashuvlar sodir bo'lishi mumkin edi. Agar diskret holatlar mavjud bo'lsa, elektronlarning atomlar bilan to'qnashuvi faqat elastik bo'lishi mumkin, agar elektronlarning energiyasi atomni asosiy holatdan eng past qo'zg'aluvchan holatga o'tkazish uchun etarli bo'lmasa.
Elastik to'qnashuvlar paytida elektronlarning kinetik energiyasi deyarli o'zgarmaydi, chunki elektronning massasi simob atomining massasidan ancha kichikdir. Bunday sharoitda anodga yetib boradigan elektronlar soni kuchlanish ortishi bilan monoton ravishda ortadi. Tezlashtiruvchi kuchlanish 4,9 V ga yetganda, elektron-atom to'qnashuvlari elastik bo'ladi. Atomlarning ichki energiyasi keskin ortadi va elektron to'qnashuv natijasida deyarli barcha kinetik energiyasini yo'qotadi.
Kechiktiruvchi maydon ham sekin elektronlarning anodga o'tishiga imkon bermaydi va oqim kuchi keskin kamayadi. U faqat ba'zi elektronlar noelastik to'qnashuvlarni boshdan kechirmasdan to'rga etib borgani uchun yo'qolmaydi. Ikkinchi va keyingi oqim maksimallari olinadi, chunki 4,9 V ga karrali kuchlanishlarda elektronlar tarmoqqa yo'lda simob atomlari bilan bir nechta elastik to'qnashuvlarni boshdan kechirishi mumkin.
Demak, elektron noelastik toʻqnashuv uchun zarur boʻlgan energiyani 4,9 V potentsiallar farqidan oʻtgandan keyingina oladi. Bu simob atomlarining ichki energiyasi eV dan kam miqdorga oʻzgarmasligini bildiradi, bu esa simobning energiya spektrining diskretligini isbotlaydi. atom. Ushbu xulosaning to'g'riligi, shuningdek, 4,9 V kuchlanishda zaryadsizlanish porlashni boshlaganligi bilan tasdiqlanadi: o'z-o'zidan paydo bo'lgan hayajonlangan atomlar.
asosiy holatga o'tadi, ular ko'rinadigan yorug'lik chiqaradilar, ularning chastotasi formula bilan hisoblanganiga to'g'ri keladi.
Frank va Gertsning klassik tajribalarida elektron ta'sir qilish usuli bilan nafaqat qo'zg'alish potentsiallari, balki bir qator atomlarning ionlanish potentsiallari ham aniqlandi.
Elektrostatika bo'yicha tajribaga misol keltiring, undan quruq havo yaxshi izolyator degan xulosaga kelishimiz mumkin.
Texnologiyada havoning izolyatsion xususiyatlari qayerda qo'llaniladi?
O'z-o'zidan ta'minlanmagan gaz razryadi nima? U qanday sharoitlarda yuzaga keladi?
Nima uchun rekombinatsiya tufayli konsentratsiyaning pasayish tezligi elektronlar va ionlar konsentratsiyasining kvadratiga proporsional ekanligini tushuntiring. Nima uchun bu konsentratsiyalarni bir xil deb hisoblash mumkin?
Nima uchun (3) formula bilan ifodalangan konsentratsiyani kamaytirish qonuni eksponensial parchalanish jarayonlari uchun keng qo'llaniladigan xarakterli vaqt tushunchasini kiritish mantiqiy emas, garchi ikkala holatda ham jarayonlar, umuman olganda, bir muddat davom etadi. cheksiz uzoq vaqt?
Sizningcha, elektronlar va ionlar uchun formulalar (4)dagi harakatchanlik ta'riflarida nima uchun qarama-qarshi belgilar tanlangan?
O'z-o'zidan barqaror bo'lmagan gaz razryaddagi oqim kuchi qanday kuchlanishga bog'liq? Nima uchun kuchlanish kuchayishi bilan Ohm qonunidan to'yingan oqimga o'tish sodir bo'ladi?
Gazdagi elektr toki ham elektronlar, ham ionlar tomonidan amalga oshiriladi. Biroq, har bir elektrod faqat bitta belgining zaryadlarini oladi. Bu qanday qilib ketma-ket zanjirning barcha qismlarida oqim kuchi bir xil ekanligiga mos keladi?
Nima uchun to'qnashuvlar tufayli razryadda gazning ionlanishida musbat ionlar emas, balki elektronlar eng katta rol o'ynaydi?
Har xil turdagi mustaqil gaz razryadlarining xarakterli xususiyatlarini tavsiflang.
Nima uchun Frank va Gertsning tajribalari natijalari atom energiyasi darajasining diskretligini ko'rsatadi?
Frenk va Gerts tajribalarida gaz chiqarish trubkasida sodir bo'ladigan fizik jarayonlarni tezlashuvchi kuchlanish kuchayishi bilan tavsiflang.
Elektr toki - bu elektr zaryadlangan zarralarning tartibli harakati natijasida yuzaga keladigan oqim. Zaryadlarning harakati elektr tokining yo'nalishi sifatida qabul qilinadi. Elektr toki qisqa muddatli yoki uzoq muddatli bo'lishi mumkin.
Elektr toki tushunchasi
Chaqmoq zaryadsizlanishi paytida elektr toki paydo bo'lishi mumkin, bu qisqa muddatli deb ataladi. Va oqimni uzoq vaqt ushlab turish uchun elektr maydoni va erkin elektr zaryad tashuvchilarning mavjudligi kerak.
Elektr maydoni turli zaryadlangan jismlar tomonidan yaratiladi. Oqim kuchi - bu vaqt oralig'ida o'tkazgichning kesimi orqali uzatilgan zaryadning ushbu vaqt oralig'iga nisbati. U amperda o'lchanadi.
Guruch. 1. Joriy formula
Gazlardagi elektr toki
Gaz molekulalari normal sharoitda elektr tokini o'tkazmaydi. Ular izolyatorlar (dielektriklar). Biroq, agar atrof-muhit sharoitlari o'zgartirilsa, gazlar elektr o'tkazgichlariga aylanishi mumkin. Ionlanish natijasida (qizilganda yoki radioaktiv nurlanish ta'sirida) gazlarda elektr toki paydo bo'ladi, bu ko'pincha "elektr zaryadsizlanishi" atamasi bilan almashtiriladi.
O'z-o'zidan ta'minlangan va o'z-o'zidan ta'minlanmagan gaz tashuvchilar
Gazdagi chiqindilar mustaqil yoki o'z-o'zidan ta'minlanmagan bo'lishi mumkin. Oqim bepul to'lovlar paydo bo'lganda mavjud bo'la boshlaydi. O'z-o'zidan barqaror bo'lmagan razryadlar unga tashqi kuch, ya'ni tashqi ionlashtiruvchi ta'sir etar ekan, mavjud bo'ladi. Ya'ni, agar tashqi ionizator ishlashni to'xtatsa, u holda oqim to'xtaydi.
Gazlardagi elektr tokining o'z-o'zidan chiqishi tashqi ionizator to'xtatilgandan keyin ham mavjud. Fizikada mustaqil razryadlar sokin, porlash, yoy, uchqun, tojga bo'linadi.
- Tinch - mustaqil toifalarning eng zaiflari. Undagi oqim kuchi juda kichik (1 mA dan oshmaydi). Bu tovush yoki yorug'lik hodisalari bilan birga kelmaydi.
- Yonayotgan - agar siz jim deşarjda kuchlanishni oshirsangiz, u keyingi darajaga o'tadi - porlashi razryad. Bunday holda, rekombinatsiya bilan birga keladigan porlash paydo bo'ladi. Rekombinatsiya – teskari ionlanish jarayoni, elektron va musbat ionning uchrashishi. Bakteritsid va yoritish lampalarida qo'llaniladi.
Guruch. 2. Yorqin oqim
- yoy - joriy quvvat 10 A dan 100 A gacha. Ionizatsiya deyarli 100% ni tashkil qiladi. Ushbu turdagi tushirish, masalan, payvandlash mashinasini ishlatishda sodir bo'ladi.
Guruch. 3. Arkning zaryadsizlanishi
- Uchqun – yoyni zaryadsizlantirish turlaridan biri deb hisoblash mumkin. Bunday tushirish vaqtida ma'lum miqdorda elektr energiyasi juda qisqa vaqt ichida oqadi.
- Korona oqishi – molekulalarning ionlanishi kichik egrilik radiusli elektrodlar yonida sodir bo'ladi. Ushbu turdagi zaryad elektr maydonining kuchi to'satdan o'zgarganda paydo bo'ladi.
Biz nimani o'rgandik?
Gazning atomlari va molekulalarining o'zi neytraldir. Ular tashqariga ta'sir qilganda zaryad oladilar. Gazlardagi elektr toki haqida qisqacha gapiradigan bo'lsak, u zarrachalarning yo'naltirilgan harakatini ifodalaydi (katodga musbat ionlar va anodga manfiy ionlar). Gaz ionlanganda uning o'tkazuvchanlik xususiyatlari yaxshilanishi ham muhimdir.
Ertaklarning inson hayotidagi mazmuni
Har bir insonning o'zining birinchi va sevimli ertagi bor. Umrimiz davomida yuragimizda olib yuradigan ertak. Va hamma uchun har xil. Nega? Bu erda qanday chuqur ma'no bor?
Biz o'qigan har bir ertakda biz insoniy muammolarning to'liq ro'yxatini, shuningdek ularni hal qilish yo'llari va usullarini topishimiz mumkin. Ertakning ongsiz ravishda tanlanishi inson hayotidagi shaxsiy daqiqalarning muammolarini, ularning intilishlari va e'tiqodlarini aks ettiradi. Mashhur amerikalik psixolog Erik Bern 20-asrning o'rtalarida ertaklar yordamida hatto bolaning kelajagini dasturlash mumkinligini ta'kidlagan.
Ertaklar bir qarashda ko'rinadigan darajada oddiy emas - ular ko'p qatlamli tortga o'xshaydi. Bolalikda biz birinchi qatlamni ko'ramiz, bu eng tushunarli va yosh bilan ertakdagi ko'milgan rejaning chuqur ma'nosi bizga ochiladi. Va ertak qanchalik qisqa bo'lsa, unga kiritilgan ma'lumotlar hajmi shunchalik ko'p bo'ladi. Va bu holatda ota-onalarga ertaklari o'z farzandlaridan kam emas.
Misol tariqasida men "Kolobok" ertakini tahlil qilishni taklif qilaman. Hamma, siz yaxshi eslaysiz, bulochka dunyoni ko'rish uchun uydan qochib ketadi. Albatta, u ajoyib sarguzasht tuyg'usiga ega. Xarakteristik xususiyatlariga ko'ra, u baquvvat, xushmuomala, juda faol, epchil, jonli, yaxshi xarakterga ega va qiziqarli va noma'lum narsalarni o'rganishga bo'lgan cheksiz istagi bor. Temperament turi - ancha sanguine.
Noma'lum sarguzashtlar sari yo'lda u o'ziga to'sqinlik qiladigan bir nechta qahramonlarni uchratadi. Ammo Kolobok hamma bilan qanday muzokara qilishni biladi - u hatto ertakdagi eng salbiy qahramonni ham uni qo'yib yuborishga ishontira oldi. Vaqt o'tishi bilan, etuk shaxs sifatida o'ziga ishongan sayohatchi hushyorligini yo'qotadi, o'ziga bo'lgan ishonch va beadablik diqqat va kuzatuvchanlik kabi psixologik jarayonlarni bostiradi - va aldash yordamida uni Tulki yeydi.
Bu ertak syujeti dunyoning ko'plab xalqlarining ertaklarida uchraydi. U ajdodlardan avlodlarga o‘tib kelayotgan xalq hikmatini o‘z ichiga olgani bilan ibratlidir.
Bu ertakdan qanday saboq olish mumkin va uni aytib berish orqali bolaga nimani o'rgatish mumkin:
1) O'z-o'zini nazorat qilish tuyg'usini yo'qotmang. Siz har doim vaziyatdan chiqish yo'lini topishingiz va sizni haqorat qilgan odamga qarshi turishingiz mumkin: do'stlaringizni yordamga chaqiring, ayyorlikni ko'rsating. Axir, agar bizning qahramonimiz aldamaganida, Kolobok quyon tomonidan yeyilishi mumkin edi: "Kelinglar, men sizga qo'shiq aytaman!" Yoki shunchaki qochib keting - Kolobok har safar qo'shiq kuylab shunday qilgan.
2) Birinchi uchrashgan odamingizga ishonmang. Hayotda siz turli xil odamlarni uchratasiz, ham do'stona, ham aksincha. Har holda, siz har doim hamma narsaga tayyor bo'lishingiz kerak, chunki yomon odamlar har doim ham to'g'ridan-to'g'ri va ochiqchasiga: "Men sizni yeyman!" Ko'pchilik sizga nisbatan ayyor Tulki kabi harakat qilishi mumkin, hushyorligingizni xushomadgo'ylik va mohirona o'ynagan mehribonlik bilan susaytiradi; Shuning uchun, bu erda odamlarning niyatlarini taxmin qilish uchun juda ehtiyot bo'lishingiz kerak.
3) Hayotda to'g'ri yo'lni tanlang. Siz bu haqda bolangiz bilan oxirida gaplashishingiz kerak. Axir, Kolobok tegishli maqsadda pishirilgan, bobo va buvisi umidlarini bog'lagan va bizning yaramas qahramonimiz o'zining ham, ularning ham hayotini buzgan. Har bir insonning o'ziga xos qobiliyatlari bor, bu bu dunyodagi har bir kishining maqsadining belgisidir. Ushbu belgilarga va ruhning kasbiga ko'ra, odamlar, qoida tariqasida, kasb, faoliyat turi, mashg'ulotni tanlashga harakat qilishadi. Va, albatta, kasbni to‘g‘ri tanlagan inson hayotda o‘z iste’dodini ro‘yobga chiqarishi va muvaffaqiyatlari bilan o‘zi, oilasi va jamiyatiga katta foyda keltirishi, shuningdek, kasbiy faoliyatidan zavq olishi mumkin bo‘ladi. O'z-o'zini tasdiqlash.
Natijada:
- Rad etishga shoshilmang. Sizdan "barrelning pastki qismini qirib tashlash" so'ralganda va u erda hech narsa yo'qligini bilsangiz, baribir uni tirnang. Kolobok uchun buvining un yetarli edi...
- Bolalarni qarovsiz qoldirmang. Axir, Kolobok buvisi yuz o'girgan zahoti derazadan sakrab o'rmonga kirgan chaqaloqdan boshqa narsa emas!
- Bolaligingizni unutmang. Nega ertakning bosh qahramoni beparvolik bilan sarguzashtga borishga qaror qildi? Balki u derazada yolg'iz o'zini g'amgin his qilgani uchundir. Shuning uchun, siz bolangizni itoatsizligi uchun ta'na qilishga shoshilmasligingiz kerak, balki o'zingizni qanday qilib bolaligingizda "katta va mustaqil" his qilishni xohlaganingizni eslab, "men o'zim!"
Ota-onalar uchun tavsiyalar
- Ertak o'qishni multfilm tomosha qilish bilan almashtirishga urinmang. Hatto band bo'lsangiz ham, oilangiz bilan yoki yotishdan oldin kitob o'qishga vaqt toping. Farzandingiz uchun ertakni jonli, hissiy jihatdan namoyish qilish uchun kuniga 15 daqiqa etarli emas, lekin bu uning psixologik rivojlanishi uchun juda muhimdir.
- O'g'lingiz yoki qizingizga notanish ertakni o'qishdan oldin uni tezda varaqlab ko'ring. Zamonaviy talqinlarda siz, masalan: "... va uni minglab mayda bo'laklarga bo'lindi" deb topishingiz mumkin. Bu juda ko'p. Shuning uchun, bu holda, siz ushbu ertakni boshqasi bilan almashtirishingiz yoki bosh qahramonlarning ba'zi harakatlarini tajovuzkorlik va turli negativizmning namoyon bo'lishini aks ettirmaydigan yumshoqroq narsalar bilan almashtirishingiz mumkin, chunki bolada faqat yomonlik va yomonlik haqida fikr paydo bo'lishi mumkin. shafqatsizlik kuchli va oqilona bo'lishi mumkin.
- Bolalar bilishi va tushunishi kerakki, hayotda "tashqi" bilan bir qatorda "ichki" tomon ham bor (ertakning asosiy tarbiyaviy ma'nosi). Farzandingiz bilan bunday vaziyatlarda qanday qilib to'g'ri harakat qilish kerakligi haqida gapiring. Va bundan ham yaxshisi, agar bola yaqinda noto'g'ri ish qilgan bo'lsa, unda ushbu vaziyatga ko'ra ibratli va tarbiyaviy daqiqani ta'kidlab, tegishli ertakni tanlang.