Фарадеево темное пространство

К — катод А — анод I — катодное свечение 2 — катодное темное пространство 3 — отрицательное тлеющее свечение 4 — фарадеево темное пространство 5 — положительный столб (светящаяся область) 6 — анодное свечение [c.251]

При изменении расстояния между анодом и катодом тлеющего разряда продольные размеры отрицательных прикатодных зон остаются неизменными, в то время как длина положительного столба меняется. Длина положительного столба может быть сколь угодно увеличена, если только приложенное напряжение достаточно для зажигания и поддержания разряда. Если плоский катод установлен в сферической колбе и вращается вокруг неподвижного анода, катодные зоны поворачиваются вместе с катодом, как если бы они были прикреплены к нему, положительный же столб просто заполняет весь объем между фарадеевым темным пространством и анодом. Из этих наблюдений можно заключить, что движение заряженных частиц в отрицательных зонах носит направленный, лучевой характер, а в положительных зонах оно хаотично. Это отчасти подтверждается исследованием поляризации испускаемого света. Следовательно, влияние стенок на катодную область должно быть незначительным, в частности, свет, испускаемый катодной областью, и распределение потенциала в ней не должны зависеть от диаметра стеклянной трубки. Область же положительного столба должна зависеть от диаметра трубки. Доказательство этого утверждения будет приведено ниже. [c.226]

Если давление газа увеличивать выше 0,1 мм Hg, то можно заметить, что отрицательные зоны тлеющего разряда начинают стягиваться к катоду. Действительно, до того как стали применяться вакуумметры с непрерывным отсчетом, широко применялась методика определения вакуума в вакуумных системах по ширине темного катодного пространства. При давлениях выше 100 мм рт. ст. ясно видно только фарадеево темное пространство. Положительный столб всегда заполняет остальную часть разрядного промежутка, но при повышении давления стягивается в радиальном направлении. В этом случае он ничем не отличается от положительного столба дугового разряда при одинаковых значениях тока, за исключением того, что в дуговом разряде на концах столба газ может содержать некоторое количество паров материала катода и анода. [c.226]

Электроны, поступающие в зону отрицательного свечения, можно разделить, по меньшей мере, на две группы. Первую группу составляют быстрые электроны, образовавшиеся на катоде или вблизи него и не успевшие потерять энергию при столкновениях в темном пространстве. Вторая, большая, группа состоит из медленных электронов, образовавшихся в темном пространстве и испытавших много неупругих столкновений. Так как энергия медленных электронов меньше, чем энергия, отвечающая максимуму ионизации, но больше или близка к энергии, отвечающей максимуму функции возбуждения, то электроны испытывают много столкновений с возбуждением и вызывают образование отрицательного свечения. После этого их энергия становится настолько малой, что они легко рекомбинируют с положительными ионами. Этот процесс, вероятно, и имеет место в отрицательном свечении и за ним, так как концентрации ионов и электронов в этой области велики, а электрическое поле мало. Однако рекомбинационное излучение имеет, в общем, малую интенсивность. С удалением от границы свечения количество быстрых электронов уменьшается и интенсивность свечения падает. Последующее медленное увеличение поля приводит к тому, что вероятность рекомбинации уменьшается и появляется фарадеево темное пространство, свойства которого являются промежуточными между свойствами положительного столба и отрицательных зон. Так как поле возрастает в направлении к положительному столбу, то в первую очередь появляются спектральные линии, максимумы вероятности возбуждения которых лежат в области малых энергий. [c.228]

Фарадеево темное пространство представляет собой переходную область разряда, в которой по мере приближения к головке положительного столба постепенно устанавливается преобладание беспорядочного теплового движения электронов над их направленным движением. [c.266]

Последующее медленное увеличение напряженности поля приводит к тому, что вероятность рекомбинации уменьшается и появляется фарадеево темное пространство, свойства которого являются промежуточными между свойствами зоны отрицательного свечения и зоны положительного свечения (положительный столб), расположенной за фарадеевым пространством. Так как напряженность поля возрастает в направлении к положительному столбу, то в первую очередь появляются спектральные линии, для которых максимумы вероятности возбуждения лежат в области малых энергий. [c.124]

Так как существование самостоятельного разряда зависит только от эмиссии достаточного числа электронов с катода за счет его бомбардировки положительными ионами из области отрицательного свечения, то изменение расположения анода будет слабо влиять на электрические характеристики разряда. Так например, если анод начать все ближе и ближе придвигать к катоду, это заметно скажется на электрических характеристиках разряда лишь после того, как последовательно исчезнут положительный столб, фарадеево темное пространство и, наконец, большая часть отрицательного свечения. Когда же анод приблизится к границе катодного темного пространства, то заметно уменьшится число генерируемых ионов, и напряжение, необходимое для поддержания разряда в этом случае, резко возрастет, так как для компенсации уменьшения числа ионов должен увеличиться коэффициент вторичной электронной эмиссии. Такой разряд называется затрудненным тлеющим разрядом. Если анод придвинуть прямо к краю темного пространства (следовательно, расположить его от катода на расстоянии, меньшем средней длины пробега электронов, необходимой для ионизации атомов газа), то ионизации газа происходить не будет, и поддерживать разряд не удастся, даже прикладывая к электродам большие напряжения. Как уже указывалось ранее, в экспериментах по ионному распылению используется аномальный разряд. Это главным образом объясняется тем, что в нормальном разряде для получения нужных скоростей распыления материала катода плотность тока слишком низка кроме того, вследствие низкой величины падения напряжения в нормальном разряде коэффициенты распыления также малы. [c.410]

J—катодная светящаяся пленка 2—катодное темное пространство з—катодное свечение 4—Фарадеево темное пространство [c.371]

Особое значение в тлеющем разряде имеют только две его части — катодное темное пространство и отрицательное свечение. В этих зонах и происходят основные процессы, поддерживающие разряд. Если в газоразрядной трубке сделать анод подвижным и постепенно придвигать его к катоду, то все катодные части остаются неизменными, а укорачивается только положительный столб. При дальнейшем уменьшении длины разрядного промежутка начинает укорачиваться фарадеево темное пространство. Когда анод попадает в отрицательное свечение, оно исчезает. Одпако при этом разряд продолжает существовать. И только когда анод подходит к границе между катодным темным пространством и отрицательным свечением, разряд гаснет. Чем это вызывается [c.8]

Это своеобразное распределение области свечения обусловливается неоднородностью поля. Измерения показывают, что напряженность поля вдоль трубки распределена неравномерно. Наибольшего значения напряженность поля достигает у катода. Здесь наблюдается резкое падение потенциала, которое называется катодным падением и которое, в зависимости от материала электродов и природы газа, может колебаться в пределах 60—360 V [ ]. Достигнув минимума в области отрицательного свечения, напряженность поля затем постепенно возрастает в фарадеевом темном пространстве. Вдоль положительного столба напряженность поля остается приблизительно постоянной. У анода же можно вновь наблюдать изменение напряженности поля — анодное падение потенциала, меньшее, однако, по величине, чем катодное. В соответствии с этим различным зонам разряда свойственны различные температурные режимы и различные активности в смысле протекания в них химических реакций. Имеются указания, что наибольшей химической активностью обладают области положительного столба и, частично, отрицательного свечения, что связано с тем, что именно этим зонам соответствуют наибольшие концентрации электронов и ионов [ ], т. е. наибольшая ионизация газа. [c.58]

Кроме автоэлектронной при ионной бомбардировке катода протекает интенсивная вторичная электронная эмиссия. Основными зонами тлеющего разряда (рис. 51) являются катодное темное пространство и отделенное от него отрицательное свечение, которое нередко переходит в зону фарадеева темного пространства. Эти три зоны [c.145]

Тлеющий разряд получил свое название от светящейся области, появляющейся вблизи катода и отделенной от него темным пространством. Когда в длинной цилиндрической трубке, наполненной каким-либо инертным газом при давлении от 0,1 до 1 мм рт. ст., устанавливается тлеющий разряд, распределение видимого света, испускаемого разрядом, по длине трубки будет выглядеть, как показано на рис. 113. Непосредственно к катоду прилегает очень узкое темное пространство — астоново темное пространство, затем следует довольно тонкий слабо светящийся слой — катодное свечение и после него располагается темное катодное пространство. Астоново темное пространство и катодное свечение не всегда хорошо видны. Темное катодное пространство отделяется резкой границей от отрицательного свечения последнее быстро убывает по своей интенсивности в направлении к фарадееву темному пространству. На положительном конце фарадеева пространства начинается положительный столб. Эта область имеет либо однородную интенсивность свечения, либо правильную слоистую структуру. На положительном конце положи- [c.224]

Ток в положительном столбе переносится главным образом электронами, так как подвижность и скорость дрейфа положительных ио(Юв малы. Может показаться поэтому, что вследствие возникновения в столбе одинакового количества зарядов обоих знаков из каждого элемента длины столба должно уходить больше электронов, чем ионов. Это должно было бы вести к накапливанию положительного заряда, увеличивающемуся со временем. Однако это не так. При рассмотрении переноса зарядов в столбе необходимо принять во внимание и процессы, происходящие на его концах. Из фарадеева темного пространства имеет место непрерывный приток электронов, определяющий собой ток разряда. Все они уходят на анод через положительный конец столба. Из анодной области в столб непрерывно поступают образующиеся там в результате ионизации положительные ионы. [c.249]

Когда электроны попадают в область отрицательного свечения, они по существу обладают энергией, соответствующей полному катодному падению потенциала. Эта энергия затем теряется в серии столкновений, ионизирующих или возбуждающих атомы газа (при упругих столкновениях энергия электронов фактически не расходуется). В конце концов энергия электронов уменьшается настолько, что при последующих столкновениях они уже не могут ионизовать атомы газа. Соответствующий участок разрядного промежутка определяет дальнюю границу отрицательного свечения. Поскольку здесь не происходит ионизации газа, электроны накапливаются в этой области и образуют небольшой отрицательный пространственный заряд. Энергии электронов недостаточно даже для возбуждения атомов газа, потому эта область и является темной. Она получила название фарадеевого темного пространства. [c.409]

В оставшейся части разряда, от края фарадеевого темного пространства и до анода, картина очень похожа на рассмотренный ранее таунсе-ндовский разряд. Имеется постоянный источник электронов и слабое элект- [c.409]

В описании механизма возникновения различных, частей тлеющего разряда мы дошли до тлеющего овече-ния, которое в направлении к аноду постепенно затухает и сменяется фарадеевым темным пространством. [c.32]

Появление последнего связано с тем, что первичные зсттатрюиы, у сксфет1тгае т атодным падением потенциала, рассеяли свою энергию в области тлеющего свечения вследствие многочисленных неупругих столкновений с молекулами и потеряли таким образом способность возбуждать их. Таковы части тлеющего разряда, необходимые для существования и возникающие во всех случаях его осуществления. Дальнейшее же зависит от конкретных условий. Так, если анод достаточно приближен к катоду или ет стенок, ограничивающих разряд, фарадеево темное пространство распространяется до анода и лишь у последнего возникает неширокая область анодного свечения, происхождение которого связано с возникновением у анода скачка потенциала, необходимого для притяжения электронов и преодоления их диффузии в стороны. Поэтому электроны падают на апод с энергиями, достаточными для возбуждения молекул. [c.33]

При повышении давления газа астоново темное пространство и катодное свечение исчезают, отрицательное свечение смещается к катоду, фарадеево темное пространство сокращается, а положительный столб удлиняется. При соответствующем подборе условий во внешней цепи и при непрерывном охлаждении катода удается получить тлеющий разряд при давлениях, близких к атмосферному, и выше. [c.8]

Так как скорость положительных ионов мала, то ток в положительном столбе переносится главным образом электронами (рис. 3,г). Может показаться, что вследствие различия скоростей свободных зарядов в положительном столбе может нарушиться равенство концентрации положительных и отрицательных зарядов. Однако это не так. При рассмотрении переноса заряда в столбе необходимо принять во внимание и процессы, происходящие на его концах. Из фарадеева темного пространства непрерывно поступает столько электронов, сколько их уходит за это же время на анод. А в фарадеево темное пространство уходит столько положительных ионов, сколько их поступает в столб из анодной области, где они образуются в результате ионизации. [c.9]

Последующее медленное увеличение поля приводит к тому, что скорость медленных электронов возрастает и они пролетают мимо ионов, не успев рекомбинировать. Это приводит к уменьшению рекомбинационного излучения и появлению фарадеева темного пространства. [c.9]

По внешнему виду дуговой разряд в трубках с холодными электродами отличается от тлеющего тем, что на катоде появляется ярко светящееся пятнышко — катодное пятно. Непосредственно к катодному пятну прилегает часть разряда, соответствующая отрицательному снечешш тлеющего разряда. Эту часть называют отрицательной или катодной кистью или отрицательным пламенем. Затем расположены теипюе пространство (аналогично фарадееву темному пространству тлеющего разряда), положительный столб, имеющий сужение у анода, и анодное темное пространство. Яркость положительного столба значительно больше, чем в случае тлеющего разряда, и увеличивается с увеличением тока. [c.11]

Непосредственно у катода (рис. 3), окруженного слоем слабого катодного свечения, расположено круксово темное пространство, отделенное резкой границей от отрицательного свечения. Последнее постепенно переходит в так называемое фарадеево темное пространство. Все остальное пространство разрядной зоны до анода заполняется свечением положительного столба, которое при некоторых условиях может иметь также слоистую структуру (страты). Расстояние между гра- [c.57]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология