Электрический ток в газах

Рассмотрим теперь электрический ток в газах. Проделаем опыт с прибором «Разряд». Он служит для электризации тел, подобно палочкам из эбонита или стекла, но не «одноразово», а непрерывно длительное время. Поэтому соединённые с ним тела приобретают гораздо больший заряд, чем после электризации заряженными палочками.
Электрический ток в газах
Присоединим к «Разряду» два металлических шара, между которыми есть промежуток воздуха (см. рисунок). Напомним, что воздух при обычных условиях можно считать диэлектриком (см. § 8-в). Через несколько секунд после включения прибора шары наэлектризуются настолько сильно, что между ними проскочит электрическая искра, то есть воздух станет проводником! Обратим внимание на электроскоп, соединённый с правым шаром. По мере электризации лепестки поднимались, отмечая увеличение заряда, однако в момент возникновения искры лепестки резко «опали». Следовательно, заряд шаров резко уменьшился. Почему это произошло?
В физике и химии установлено, что ионизация молекул может происходить при растворении, расплавлении, испарении, а также под действием электрического поля. Сильное поле способно «оторвать» от электронейтральной молекулы электрон(ы), поэтому она становится положительным ионом (см. рисунок).


     

Электрический ток в газах

Вернёмся к опыту. Под действием сил поля возникшие положительные ионы устремляются к отрицательному шару, а оторвавшиеся электроны – к положительному, по пути «выбивая» новые электроны из других молекул. Так возникает искра, поскольку количество заряженных частиц между шарами лавинообразно нарастает (см. рисунок ниже).
Упорядоченное движение электронов и ионов внутри газообразной искры – это электрический ток в газе (см. определение тока в § 8-ж). Этот ток и сопутствующие ему явления называют искровым разрядом. Слово «разряд» подчёркивает, что заряды шаров в итоге уменьшаются (за счет переноса ионами положительного заряда на отрицательный шар, а электронами – отрицательного заряда на положительный шар). Поскольку искра длится недолго, то и разряд шаров происходит очень быстро – это и отмечают резко опадающие лепестки электроскопа.
Электрический ток в газах
Таким образом, электропроводность газов обусловлена встречным движением электронов и ионов. Наряду с искровым разрядом, схему которого мы рассмотрели, в газах могут происходить дуговой, тлеющий и коронный разряды.

 

Страница обновлена: 27.09.2016