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? ? ? ?純凈的、中性狀態(tài)的氣體是不導(dǎo)電的,只有在氣體中出現(xiàn)了帶電質(zhì)點(diǎn)(電子、負(fù)離子或正離子)以后才可能導(dǎo)電,并在電場(chǎng)作用下發(fā)展成各種形式的氣體放電現(xiàn)象。
一、帶電質(zhì)點(diǎn)的產(chǎn)生
? ? ? ?質(zhì)點(diǎn)的來源有兩個(gè):一是氣體質(zhì)點(diǎn)本身發(fā)生游離;二是位于氣體中的金屬發(fā)生表面游離。
? ? ? ?氣體質(zhì)點(diǎn)游離的能量稱為游離能。隨氣體種類不同,游離能一般在10~15eV之間。金屬表面游離所需要的能力稱為逸出功,隨金屬不同在一般在1~5eV之間(1eV=16021892*10-19J)。
二、帶電質(zhì)點(diǎn)的消失
? ? ? ?某些氣體、如氧、氟、氯、六氟化硫等,它們的游離能特別大。當(dāng)電子與之相撞時(shí),通常不能產(chǎn)生碰撞游離,反而撞擊電子被吸附而形成負(fù)離子。這樣的氣體通常稱為負(fù)電性氣體。
? ? ? ?在負(fù)離子形成過程中,氣隙中的電子逐漸減少。另外,由于負(fù)離子體積大、運(yùn)動(dòng)速度慢,因此它不易使氣體游離而產(chǎn)生新電子,所以負(fù)離子的形成會(huì)阻礙擊穿過程的發(fā)展。
? ? ? ?在氣體放電的發(fā)展過程中,除了有帶電質(zhì)點(diǎn)產(chǎn)生的游離過程,也同時(shí)存在帶電質(zhì)點(diǎn)從游離區(qū)消失或削弱其游離過程,這個(gè)過程。在放電發(fā)展過程中,游離起主導(dǎo)作用。而在電弧熄滅過程中,則與前面相反,去游離起主導(dǎo)作用。去游離過程將氣體迅速恢復(fù)中性的絕緣狀態(tài)。
? ? ? ?帶電質(zhì)點(diǎn)的兩種形式。
? ? ? ?1、帶電質(zhì)點(diǎn)的擴(kuò)散
? ? ? ?氣體中的帶電質(zhì)點(diǎn)也和其他的中性分子一樣,經(jīng)常處于不規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)之中。如果不同區(qū)域的帶電質(zhì)點(diǎn)濃度變得均勻。這種現(xiàn)象稱為帶電質(zhì)點(diǎn)的擴(kuò)散。當(dāng)氣隙發(fā)生放電并去掉電源后,放電通道中高濃度的帶電質(zhì)點(diǎn)將迅速向周圍擴(kuò)散,使間隙恢復(fù)到原來的絕緣狀態(tài)。
? ? ? ?2、帶電質(zhì)點(diǎn)的復(fù)合
? ? ? ?氣體中帶異號(hào)電荷的質(zhì)點(diǎn)相遇時(shí),有可能發(fā)生電荷的傳遞與中和,這種現(xiàn)象稱為帶電質(zhì)點(diǎn)的復(fù)合。發(fā)生在電子和正離子之間的復(fù)合稱為電子復(fù)合,其結(jié)果是產(chǎn)生一個(gè)中性分子;發(fā)生在正負(fù)離子之間的復(fù)合稱為離子式復(fù)合,其結(jié)果是產(chǎn)生兩個(gè)中性分子。復(fù)合是與游離相反的物理過程,在這個(gè)過程中,將游離時(shí)吸收的能量以光子的形式釋放出來。這種光輻射在一定條件下不能導(dǎo)致其他氣體分子的游離,使氣體放電出現(xiàn)跳躍式的發(fā)展。
? ? ? ?帶電質(zhì)點(diǎn)的復(fù)合強(qiáng)度與正、負(fù)帶電質(zhì)點(diǎn)的濃度,質(zhì)點(diǎn)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)。帶電質(zhì)點(diǎn)的濃度越大,質(zhì)點(diǎn)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度低,則復(fù)合越劇烈。在常態(tài)下,沒立方厘米的空氣中大約存在500~1000對(duì)正負(fù)電荷。它們是外界游離因子(高能輻射線)使空氣發(fā)生游離和產(chǎn)生出來的正負(fù)電荷又不斷地復(fù)合所達(dá)到的一種動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。
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