Содержание и сокращенная версия работы

Введение 2
1 Электрический разряд в газах 3
2 Применение электрического разряда в газах 10
2.1 Газовый лазер 10
2.2 Дуговой разряд 11
Заключение 15
Список использованной литературы 17

Введение
Процесс протекания электрического тока через газ называют газовым разрядом. При обычных условиях газы почти полностью состоят из нейтральных атомов или молекул и, следовательно, являются диэлектриками. Вследствие нагревания или воздействия излучением часть атомов ионизуется - распадается на положительно заряженные ионы и электроны. В газе могут образовываться и отрицательные ионы, которые появляются благодаря присоединению электронов к нейтральным атомам.
Ионизация газов при нагревании объясняется тем, что по мере нагревания молекулы движутся быстрее. При этом .некоторые молекулы начинают двигаться так быстро, что часть из них при столкновениях распадается, превращаясь в ионы. Чем выше температура, тем больше образуется ионов.
Механизм проводимости газов похож на механизм проводимости растворов и расплавов электролитов. Разница состоит в том, что отрицательный заряд переносится в основном не отрицательными ионами, как в водных растворах или расплавах электролитов, а электронами.
Таким образом, в газах сочетается электронная проводимость, подобная проводимости металлов, с ионной проводимостью, подобней проводимости водных растворов или расплавов электролитов.
Явление электрического разряда в газах используется во многих областях науки и техники. Применение люминисцентных ламп вместо ламп накаливания может привести к существенной экономии электроэнергии. Таким образом, тема работы является весьма актуальной.


Заключение

Электрический ток в газах на первый взгляд не может существовать из-за отсутствия свободных заряженных частиц (электроны в атомах и молекулах газов прочно УсвязаныФ с ядрами электростатическими силами). Однако, при передаче атому энергии порядка 10эВ (энергия, приобретаемая свободным электроном при прохождении через разность потенциалов в 10 В), последний переходит в ионизированное состояние (электрон уходит от ядра на сколь угодно большое расстояние).
В газах при комнатных температурах всегда присутствует очень небольшое количество ионизированных атомов, возникших под действием космического излучения (фотоионизация). При помещении такого газа в электрическое поле заряженные частицы начинают разгоняться, передавая нейтральным атомам набранную кинетическую энергия и ионизуя их. В результате развивается лавинообразный процесс нарастания числа свободных электронов и ионов - возникает электрический разряд. Характерное свечение разряда связано с выделением энергии при рекомбинации электронов и положительных ионов. Типы электрических разрядов весьма разнообразны и сильно завися от состава газа и внешних условий.
В газах существуют несамостоятельные и самостоятельные электрические разряды.
Явление протекания электрического тока через газ, наблюдаемое только при условии какого-либо внешнего воздействия на газ, называется несамостоятельным электрическим разрядом. Процесс отрыва электрона от атома называется ионизацией атома. Минимальная энергия, которую необходимо затратить для отрыва электрона от атома, называется энергией ионизации. Частично или полностью ионизированный газ, в котором плотности положительных и отрицательных зарядов одинаковы, называется плазмой.
Носителями электрического тока при несамостоятельном разряде являются положительные ионы и отрицательные электроны. При самостоятельном разряде одним из способов ионизации атомов является ионизация электронным ударом. Ионизация электронным ударом становится возможна тогда, когда электрон на длине свободного пробега приобретает кинетическую энергию достаточную для совершения работы по отрыву электрона от атома. Виды самостоятельных разрядов в газах - искровой, коронный, дуговой и тлеющий разряды.
Искровой разряд возникает между двумя электродами заряженными разными зарядами и имеющие большую разность потенциалов. Напряжение между разноименно заряженными телами достигает до 40 000 В. Искровой разряд кратковременный, его механизм - электронный удар. Молния - вид искрового разряда.
В сильно неоднородных электрических полях, образующихся, например, между острием и плоскостью или между проводом линии электропередачи и поверхностью Земли, возникает особая форма самостоятельного разряда в газах, называемая коронным разрядом.
Электрический дуговой разряд был открыт русским ученым В. В. Петровым в 1802 г. При соприкосновении двух электродов из углей при напряжении 40-50 В в некоторых местах возникают участки малого сечения с большим электрическим сопротивлением. Эти участки сильно разогреваются, испускают электроны, которые ионизируют атомы и молекулы между электродами. Носителями электрического тока в дуге являются положительно заряженные ионы и электроны.
Разряд, возникающий при пониженном давлении, называется тлеющим разрядом. При понижении давления увеличивается длина свободного пробега электрона, и за время между столкновениями он успевает приобрести достаточную для ионизации энергию в электрическом поле с меньшей напряженностью. Разряд осуществляется электронно-ионной лавиной.

Список использованной литературы
1. Браун С., Элементарные процессы в плазме газового разряда, [пер. с англ.], М., Наука, 1991;
2. Грановский В. Л., Электрический ток в газе. Установившийся ток, М., Наука, 1981;
3. Капцов Н. А., Электроника, 2 изд., М., Наука, 1996;
4. Карпенков С.Х., Концепции современного естествознания, -М., Академический проект, 2004.
5. Кесаев И. Г., Катодные процессы электрической дуги, М., 1998;
6. Физика и техника низкотемпературной плазмы, под ред. С. В. Дресвина, М., ВИТИ, 2002;
7. Райзер Ю. П., Лазерная искра и распространение разрядов, М., Наука, 1994.
8. Финкельнбург В., Meккep Г., Электрические дуги и термическая плазма, пер. с нем., М., Прогресс, 1991;
9. Энгель А., Ионизованные газы, пер. с англ., М., Наука, 1989;
10. Энгель А., Штенбек М., Физика и техника электрического разряда в газах, пер. с нем., т. 1Ч2, -М, 1996;