ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Краткий исторический обзор из "Электрические явления в газах и вакууме" В некоторых новых источниках света имеет место разряд при сверхвысоком давлении (в некоторых случаях до 100 атмосфер). Этот разряд имеет вид чрезвычайно узкого Шнура (независимо от формы содержащего газ сосуда и от формы электродов) и характеризуется полным преобладанием термической ионизации над другими видами последней, а также равенством между средней энергией беспорядочного движения электронов и нейтральных частиц газа. [c.25] Газовый разряд может быть стационарным или нестационарным. В первом случае все параметры явления постоянны во времени в каждой данной точке разрядного промежутка. Все такие величины, как температура и плотность нейтрального газа, концентрация электронов и ионов, а также концентрация возбуждённых атомов в каждом энергетическом состоянии и плотность разрядного тока, неизменны сила тока через каждое поперечное сечение трубки между двумя электродами одна и та же. В случае нестационарного разряда все эти параметры более или менее быстро изменяются со временем. К нестационарным разрядам относятся разряд на переменном токе низкой частоты, высокочастотный разряд и импульсные разряды (в том числе искровой разряд). В соответствии с понятием о квазистационар-ных токах разряд на переменном токе низкой частоты называют также квазистационарным разрядом. Наименование стационарный приложимо лишь к установившемуся разряду на постоянном токе. [c.25] Импульсные разряды дают возможность иметь в течение короткого промежутка времени чрезвычайно большую мощность и чрезвычайно большую силу тока через газ. [c.25] Открытие явлений электрических разрядов через воздух и сопоставление их с грозовыми явлениями в земной атмосфере привели к мысли об электрической природе молнии. Приоритет в этом вопросе принадлежит основоположнику всей русской физики Михаилу Васильевичу Ломоносову. Идея об электрической природе не только молнии, но и северного сияния была выдвинута им в оде Вечернее размышление о божьем величии (1743 г.) раньше зарубежных учёных, в том числе и Франклина [26]. [c.26] В 1752 году Франклин ([29], ч. II, стр. 294 [31], стр. 128) и почти одновременно с ним Ломоносов [30, 32] показали на опыте, что гром и молния представляют собой мощные электрические разряды в воздухе. Ломоносов установил также, что электрические заряды имеются в воздухе и при отсутствии видимой грозы, так как и в этом случае из его громовой машины иногда можно было извлекать искры. Громовая машина представляла собой установленную в жилом помещении лейденскую банку, одна из обкладок которой была соединена проводом с металлической гребёнкой или остриём, расположенным на высоком поставленном во дворе шесте ). Ломоносов создал и общую теорию грозовых явлений, представляющую собой прообраз современной теории гроз. Ломоносов исследовал также свечение разрежённого воздуха под действием электрической машины с трением. В 1785 году Кулон [30] во время опытов, приведших к установлению закона Кулона, обнаружил утечку электрических зарядов через воздух (тихий разряд). [c.26] В 1802 году профессор физики Петербургской медико-хирургической академии Василий Владимирович Петров, впоследствии академик Петербургской академии наук, впервые, на несколько лет раньше английского физика Дэви, обнаружил и затем описал явление электрической дуги в воздухе между двумя угольными электродами [33], [34]. [c.26] Кроме этого фундаментального открытия, Петрову принадлежит также описание разнообразных видов свечения разрежённого воздуха при прохождении через него электрического тока, то-есть по существу описание разряда в воздухе при давлениях от атмосферного до 6 мм ртутного столба. [c.26] Фарадею принадлелшт исследование разницы потенциалов, при которой возникает искровой разряд. Он обнаружил, что первый импульс искрового разряда — проскакивание пе1)вой искры между электродами — происходит при более высокой разнице потенциалов, чем проскакивание последующих искр, и что после каждой искры свойство газа, облегчающее прохождение новой искры, сохраняется в течение нескольких минут [35]. Он обнаружил также влияние полярности электродов рагфядного промежутка на потенциал искрового пробоя в том случае, если оба электрода неодинаковы по размерам и геометрической конфигурации [36]. Фарадей придавал изучению явлений газового разряда очень большое значение. Он писал ... Результаты, связанные с различными явлениями положительного и отрицательного разряда, повлияют на теорию электричества сильнее, чем мы теперь думаем... [26]. [c.27] В середине XIX столетия было получено феноменологическое описание тлеющего и некоторых других видрв разряда в разрежённых газах, в частности около 1850 года был обнаружен слоистый разряд [26]. [c.27] Начавшееся изучение спектров излучения и поглощения различных тел привело Плюккера к созданию гейслеровых трубок (названных по имени стеклодува Гейслера). Плюккер установил, что при прочих равных условиях свечение этих трубок т м ярче, чем они з же, и предложил их вытягивание в капилля[1Ы для помещения перед щелью спектроскопа. В 1857 году Плюккер установил, что спектр гейслеровой трубки однозначно характеризует природу заключённого в ней газа, и открыл первые три линии так называемой бальмеровской спектральной серии водорода. Ученик Плюккера Гитторф изучал тлеющий разряд и в 1869 году опубликовал исследование об электропроводности газов . Ему совместно с Плюккером принадлежат первые наблюдения над катодными лучами. Дальнейшее исследование последних было произведено Круксом, который довёл разрежение газа в разрядной трубке до крайних возможных тогда пределов [26]. [c.27] Существенный сдвиг в понимании явлений газового разряда было вызван работами Дж. Дж. Томсона [53], открывшего существование электронов и ионов. Из школы Дж. Дж. Томсона (Кавендишская лаборатория) вышел целый ряд физиков-иссле-дователей электрических разрядов в газах и имеющих место в этих разрядах элементарных процессов. Среди многих других достаточно назвать имена Таунсенда, Рёзерфорда, Ричардсона, Астона. Со времени расцвета Кавендишской лаборатории число исследований по газовому разряду и электронике чрезвычайно сильно увеличилось и не может быть сколько-нибудь полно охвачено в этом кратком обзоре. [c.27] Первое десятилетие после Октябрьской революции совпало со временем быстрого развития физики электрических явлений в газах. В то же время начавшая бурно развиваться в СССР новая отрасль промышленности электровакуумных приборов поставила перед советскими физиками ряд вопросов, тесно связанных с электрическими явлениями в газах и электроникой. Как в Ленинграде, так и в Москве образовались ячейки физиков, усиленно работающих в этой области. В настоящее время эти ячейки разрослись в большие лаборатории и институты. Охватить все проведённые в СССР работы здесь нет возможности, и мы отсылаем читателя к специальным обзорам [27, 28]. Более подробное описание важнейших работ советских физиков и соответствующие ссылки даны в тексте дальнейших глав этой книги. [c.29] Вернуться к основной статье