气体放电理论

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气体放电的基本物理过程

气体放电的基本物理过程

电离与激发的过程
电离
电子与气体原子碰撞,使原子失去一个或多个束缚电子,形成正离子和自由电子。
激发
电子与气体原子碰撞,使原子获得额外的能量,跃迁到较高能级。
放电的形成与维持
放电通道的形成
大量自由电子和正离子在电场中形成放电通道。
维持放电
放电通道内的粒子相互作用,产生更多的电子 和正离子,维持放电过程。
放电的应用
照明
荧光灯、霓虹灯等利用气体放 电产生可见光。
电子管与真空管
利用气体放电原理制作电子管 和真空管,用于信号放大和处 理。
等离子体应用
通过控制气体放电产生等离子 体,应用于表面处理、材料合 成和消毒等领域。
高压开关
利用气体放电原理制作高压开 关,用于切断高电压和大电流

02
气体放电的基本原理
放电的种类
自百度文库放电
在一定的电场强度下,气体中的 电子在运动过程中与气体分子碰 撞,产生新的电子和离子,形成 自持的电流。
非自持放电
在电场强度低于自持放电的阈值 时,气体中的电子数量不足以形 成自持电流,只有在外部注入能 量时才会产生放电。
火花放电
在高压电场下,气体中的电子获 得足够的能量,导致气体分子电 离,形成明亮的放电通道。
放电的电流与电压特性
电流特性
气体放电的电流大小和波形取决于放电条件,如气压、电流密度和电极形状等。在一定条件下,放电 电流会呈现脉冲或持续的波形。

低压气体放电 高压气体放电

低压气体放电 高压气体放电

低压气体放电高压气体放电

低压气体放电和高压气体放电是物理学中常见的现象,它们在不同的条件下展现出不同的特点和应用。本文将分别介绍低压气体放电和高压气体放电的基本原理、特点和应用。

一、低压气体放电

低压气体放电是指在较低的气压下进行的放电现象。在低压下,气体分子之间的平均自由程较长,分子之间的碰撞较少,电子容易获得足够的能量而发生电离。低压气体放电通常包括正电荷和负电荷两种类型。

1. 正电荷:在低压下,正电荷通常由阳极产生。当电子获得足够的能量后,它们会与气体分子碰撞,使其电离并释放出正离子。这些正离子会向阴极移动,形成正电流。低压气体放电中的正电荷通常表现为亮丽的光芒,如氖灯。

2. 负电荷:在低压下,负电荷通常由阴极产生。当电场加速电子并将其引导到阴极时,电子与气体分子碰撞,并释放出更多的电子。这些电子会与气体分子再次碰撞,形成电子雾。低压气体放电中的负电荷通常表现为暗淡的光芒,如荧光灯。

低压气体放电具有以下特点和应用:

1. 低功率:低压气体放电通常需要较低的电压和电流,消耗的能量

较少。因此,它被广泛应用于电子设备中的显示器、指示灯等。

2. 发光效果:低压气体放电中的正电荷和负电荷会产生光芒。这种发光效果被应用于荧光灯、氖灯等照明设备中。

3. 气体电离:低压气体放电可以将气体分子电离,产生等离子体。这种特性被应用于气体放电管、激光器等。

二、高压气体放电

高压气体放电是指在高压下进行的放电现象。在高压下,气体分子之间的平均自由程较短,分子之间的碰撞较频繁,电子难以获得足够的能量而发生电离。高压气体放电通常包括辉光放电和电晕放电两种类型。

气体放电理论

气体放电理论

气体放电理论

1)简要论述汤逊放电理论。

当外施电压足够高时,一个电子从阴极出发向阳极运动,由于碰撞游离形成电子崩,则到达阳极并进入阳极的电子数为eas个(α为一个电子在电场作用下移动单位行程所发生的碰撞游离数;s为间隙距离)。因碰撞游离而产生的新的电子数或正离子数为(eas-1)个。这些正离子在电场作用下向阴极运动,并撞击阴极.若1个正离子撞击阴极能从阴极表面释放r个(r 为正离子的表面游离系数)有效电子,则(eas-1)个正离子撞击阴极表面时,至少能从阴极表面释放出一个有效电子,以弥补原来那个产生电子崩并进入阳极的电子,则放电达到自持放电。即汤逊理论的自持放电条件可表达为r(eas-1)=1。

2)为什么棒-板间隙中棒为正极性时电晕起始电压比负极性时略高?

(1)当棒具有正极性时,间隙中出现的电子向棒运动,进入强电场区,开始引起电离现象而形成电子崩。随着电压的逐渐上升,到放电达到自持、爆发电晕之前,在间隙中形成相当多的电子崩。当电子崩达到棒极后,其中的电子就进入棒极,而正离子仍留在空间,相对来说缓慢地向板极移动。于是在棒极附近,积聚起正空间电荷,从而减少了紧贴棒极附近的电场,而略为加强了外部空间的电场。这样,棒极附近的电场被削弱,难以造成流柱,这就使得自持放电也即电晕放电难以形成。

(2)当棒具有负极性时,阴极表面形成的电子立即进入强电场区,造成电子崩。当电子崩中的电子离开强电场区后,电子就不再能引起电离,而以越来越慢的速度向阳极运动。一部份电子直接消失于阳极,其余的可为氧原子所吸附形成负离子。电子崩中的正离子逐渐向棒极运动而消失于棒极,但由于其运动速度较慢,所以在棒极附近总是存在着正空间电荷。结果在棒极附近出现了比较集中的正空间电荷,而在其后则是非常分散的负空间电荷。负空间电荷由于浓度小,对外电场的影响不大,而正空间电荷将使电场畸变。棒极附近的电场得到增强,因而自持放电条件易于得到满足、易于转入流柱而形成电晕放电。

高电压工程-第二章 气体放电的基本理论【】

高电压工程-第二章  气体放电的基本理论【】
气体放电种类:(电源的容量、气压、电场类型等因素决定)
➢ 辉光放电:电源容量较小时,气隙间的放电则表现为充满整个 间隙辉光放电;
➢ 火花放电:在大气压下或者更高气压下,放电则表现为跳跃性 的火花
➢ 电弧放电:当电源容量较大且内阻较小时,放电电流较大,并 出现高温的电弧
➢ 局部放电(电晕):在极不均匀场中,还会在间隙击穿之前, 只在局部电场很强的地方出现放电,但整个间隙并未发生击穿
➢ 汤逊理论的局限性:对于高气压长间隙和不均匀场中的 气体放电及击穿电压无法解释。
➢ 流注理论与汤逊理论的不同之处: 流注理论认为:电子的碰撞电离和空间光电离是形成自持
放电的主要因素; 而汤逊理论则没考虑放电本身引发的空间光电离对放电
过程的重要作用。 同时,流注理论特别强调空间电荷对电场的畸变作用。
电离方式可分为: ➢碰撞电离 ➢光电离 ➢热电离 ➢表面电离
气体中负离子的形成
附着:电子与气体分子碰撞时,不但有可 能引起碰撞电离而产生出正离子和新电子,也 可能发生电子附着过程而形成负离子。
负离子的形成并未使气体中带电粒子的数 目改变,但却能使自由电子数减少,因而对气 体放电的发展起抑制作用。
2 、带电质点的消失
第二节 汤逊气体放电理论
气体放电现象与规律因气体的种类、气压和 间隙中电场的均匀度而异。
但气体放电都有从电子碰撞电离开始发展到 电子崩阶段。

气体放电原理

气体放电原理

气体放电原理

气体放电是指在一定条件下,气体中的自由电子受到电场的作用而加速,与气体原子或分子发生碰撞,使其电离并产生电流的现象。气体放电是一种重要的物理现象,广泛应用于放电灯、气体放电激光器、等离子体物理研究等领域。

气体放电的原理主要包括电离、电子与离子的碰撞、电子能量的损失和复合等过程。在电场的作用下,气体分子中的自由电子受到电场力的作用而加速,当电子的动能足够大时,就能够克服原子或分子的束缚能而发生电离。电离过程是气体放电的起始阶段,也是电流的产生阶段。在电离过程中,产生了大量的自由电子和离子,它们在电场的作用下加速运动,与气体分子发生碰撞,使得气体分子进一步电离,形成电子级联增殖的现象。

在气体放电过程中,电子与离子的碰撞是不可避免的。当电子与离子碰撞时,它们会相互传递动量和能量,使得电子的能量逐渐损失,而离子的能量逐渐增加。这种能量的转移和损失导致了电子的能量分布发生变化,形成了电子能谱。电子能谱的形状和分布对气体放电过程的性质和特性有着重要的影响。

除了电离和碰撞外,电子的能量损失和复合也是气体放电过程中重要的物理过程。当电子与气体分子碰撞时,它们会失去能量,并使得气体分子电离或激发。另一方面,电子还会与正离子复合,释放能量并再次形成原子或分子。这种能量的损失和复合过程是维持气体放电的能量平衡的重要机制。

综上所述,气体放电是一种复杂的物理现象,其原理涉及到电离、碰撞、能量损失和复合等多个过程。深入理解气体放电的原理,有助于我们更好地应用气体放电技术,推动相关领域的发展。同时,气体放电的研究也为我们提供了一个认识自然界和探索未知领域的重要途径。希望本文能够为读者提供一些有益的信息,促进气体放电领域的进一步研究和应用。

气体放电的基本原理与应用探究

气体放电的基本原理与应用探究

气体放电的基本原理与应用探究气体放电是一种电现象,其起源是气体分子在电场作用下受到

激发和电离。气体放电现象广泛存在于生产、生活、研究等各个

领域。气体放电被广泛应用于灯泡、电视、医学、工业、航空航

天等领域。本文分别从基本原理和应用两个方面进行探究。

一、气体放电的基本原理

气体放电是一种特殊的电现象,它是由于气体分子在电场作用

下获得能量后发生电离并形成电流的现象。气体放电有多种类型,如直流气体放电、交流气体放电、脉冲气体放电、空间气体放电等,其中最常见的是直流气体放电。

1、电离

气体放电的前提是气体分子电离。当气体分子获得足够的能量时,就可能发生电离现象,电子从原子或分子中被剥离出来。电

子是一种负电荷的微粒子,被剥离出来后,就可以在气体中自由

运动。气体分子的电离有两种情况:一种是电子从气体分子中脱

离,成为带负电荷的自由电子;另一种是气体分子失去部分电子,变成带正电荷的离子。

2、电场作用

当在气体中建立电场时,电荷在电场力的作用下就会受到约束

向某个方向运动。在气体中,由于带正电的离子和带负电的电子

的数量相等,因此,它们会受到电场的作用而向着相反的方向运动。这时,正负电荷的运动方向相反,就形成了电流。

3、电晕放电

电晕放电是一种特殊的气体放电现象,是指在不产生弧光的情

况下,通过高电压和低电流将气体电离所产生的电子和离子加速,使它们具有足够的能量发生反弹,并再次与气体分子碰撞,从而

使气体分子产生有效的激发电离。电晕放电主要发生在电极表面上,其放电特性与电极形状、电场强度、气体种类和压力等因素

有关。

二、气体放电的应用

【2019年整理】8气体放电的基本理论

【2019年整理】8气体放电的基本理论

电 的碰撞也比离子少得多,因此电子的扩散比离子的扩散
基 本
快得多。
3.带电质点的复合
理 论
带有异号电荷的质点相遇,发生电荷的传递、中和而 还原为中性质点的过程称为复合。复合时,质点原先在 游离时所吸取的游离能通常将以光子的形式如数放出。
1
对负离子来说,复合的过程就是从负离子上游离出原先
吸附的一个电子。
2007年3月13日

弱电场
较强电场


体 放 电

电 源

气隙
功 率
气隙击穿

微弱游离 均匀电场
撞击游离 电子崩
游离电子


提高电压
电场小于Ecr

火花放电
刷型放电
非自持放电
理 论
电极间距小 电极间距大
提高电压
提高电压
自持放电
电场大于Ecr
2
电晕放电
非均匀电场
15
随着气隙中场强增大,电子和离子在与气体分子相邻
气 体
表面游离在气体放电过程中有重要作用。 金属电极表面游离所需的能量(逸出功)可以通过下
述途径获得:

①热电子发射:即把金属电极加热,使金属中电子的
电 动能增加到超过逸出功时,电子即能克服金属表面的位能
基 壁垒而逸出,称为热电子发射。在强电领域,热电子发射

气体放电原理

气体放电原理

气体放电原理

气体放电是指当气体中的电子和离子获得足够的能量时,发生放电现象的过程。其原理涉及到气体的电离和电子的碰撞等基本物理过程。

气体电离是指在电场的作用下,气体中的原子或分子失去电子成为正离子和自由电子的过程。当电场强度足够大时,气体中的原子或分子受到电场的力,电子被加速并获得足够的能量,从而发生电离,形成正离子和自由电子。

电子的碰撞是指在气体中,自由电子与离子或原子之间发生的碰撞过程。电子在碰撞过程中会失去能量,导致其速度减小。当碰撞速率和电子再次获得能量的速率达到平衡时,电子的速度将保持稳定。

在气体放电过程中,电子和离子受到电场的作用而产生加速,当它们的能量达到一定程度时,就会引发碰撞电离,进而导致更多的电离。这种连锁反应会引起电流的流动,形成可见的放电现象,如闪电、辉光灯等。

不同的气体放电现象具有不同的特点和应用。例如,闪电放电具有极高的能量和电流,可破坏设备和引起火灾。辉光灯则是通过控制气体放电来产生可见光,用于照明和显示等领域。

总之,气体放电现象是通过电场作用下的电离和碰撞过程实现的。这一原理在各种领域的应用中发挥着重要的作用,从科学研究到工业应用都有广泛的应用价值。

低电压长间隙气体放电理论

低电压长间隙气体放电理论

低电压长间隙气体放电理论

低电压长间隙气体放电理论指的是在较低的电压和相对较长的脉冲间隙条件下,气体中发生的电击放电现象。

根据该理论,当电压升高到某一临界值时,气体中的自由电子被加速,撞击气体分子,产生新的自由电子和离子。这一过程被称为电离,将气体分子转化为离子。

在离子化过程中,气体中的电子和离子会迅速重组,形成一条电流通路,电流的流动导致电击放电现象的发生。

在低电压长间隙条件下,电击放电所需要的电压较低,而间隙较长,因此需要较高的电场强度才能引发电离。常用的形式包括正、负或交流电压的升高、电压上升速率增加等。

低电压长间隙气体放电理论在气体放电研究、太赫兹波探测等领域有着重要的应用价值。但具体的实验操作和应用涉及到电器安全和实验安全问题,请在专业人士指导下进行相关研究或实验。

气体放电的书籍 -回复

气体放电的书籍 -回复

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标题:气体放电的探索与应用

引言:

气体放电是一种自然现象和技术应用中的重要现象之一,在许多领域,如光学、电子学和能源等中都发挥着重要作用。本文将以气体放电为主题,从基本概念、物理原理和应用领域等方面进行详细介绍,希望能帮助读者对气体放电有更全面的了解。

一、气体放电的基本概念

1.1 定义:气体放电是指在高电压作用下,气体中的电子受到电场的加速而获得足够的能量,从而发生碰撞电离及自由电子激励等过程,形成可导电的等离子体状态。

1.2 分类:根据电极类型和气体性质,气体放电通常可分为直流放电和交流放电、正极性放电和负极性放电、电晕放电和电弧放电等几种形式。不同类型的放电有不同的物理现象和特性。

二、气体放电的物理原理

2.1 电离和激发:当电场强度达到某一临界值时,电子与气体分子发生碰撞而发生电离,其中自由电子和带正电的离子形成导电等离子体。同时,电场也能够促进电子的能级跃迁,从而发生激发和辐射等过程。

2.2 导电过程:导电过程主要包括电子的漂移和离子的扩散。电子的漂移速度由电场强度和气体中的带电粒子浓度决定,而离子的扩散则是通过气体分子的碰撞和扩散实现的。

2.3 耗散与放电:在气体放电过程中,能量转化是一个重要的过程。电子和离子在碰撞过程中会发生能量散失,导致电能转化为热能和辐射等形式。

三、气体放电的应用领域

3.1 光源:气体放电通过激发和碰撞电离过程产生的辐射,可用于制造各种类型的光源。气体放电灯泡、气体激光等都是基于气体放电的应用。

3.2 显示和信息技术:气体放电在显示技术中也有广泛的应用。例如,气体放电管用于显示器件和指示器,原始形式的气体放电还用于数字显示和计数器。

气体放电理论

气体放电理论

3、汤逊理论适用范围
一般间隙、标准大气压下气隙的放电: 1、按汤逊理论计算的击穿电压比实际值高; 2、按汤逊理论计算的击穿所需时间比实际值长; 3、一般间隙的击穿电压与阴极材料无关; 4、放电形状不同
汤逊理论适用于低气压、短间隙、均匀电场中
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++ +
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S
非自持放电:需要外界游离因素和电压两个 条件来维持的放电。
自持放电:不需要外界游离因素的作用,只 靠电压就能维持的放电。
自持放电条件
1个起始电子
e 电子数:
s
正离子数: es 1
ห้องสมุดไป่ตู้
汤逊第三放电系数γ:一个正离子撞击阴极板 时,使阴极板发射出来的有效电子数。
(es 1) 1
1、汤逊理论 外界游离因素
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电子崩
汤逊理论的实质就是电子崩理论
外界游离因素
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《气体放电的机理》课件

《气体放电的机理》课件

气体放电的应用
Leabharlann Baidu
发光、视觉效果
利用气体放电产生的亮光,用 于照明、显示及舞台表演等领 域。
工业生产、科学实验
利用气体放电产生的等离子体 进行材料处理、离子束刻蚀等 工业与科学研究。
医学诊断、治疗
利用气体放电产生的高能电子 或离子,用于医学图像检查、 癌症治疗等医疗应用。
气体放电的危害与防护
1 气体中毒
引发气体放电的条件
电压
足够的电压才能克服气体中的绝缘阻力,引发电离。
电流
一定的电流使电离过程维持稳定,产生持续放电。
电场
强电场会引起气体中的带电粒子受力,促成放电的发生。
气体放电的机理
1 电离过程
施加电场后,气体中的原子或分子失去或获得电子,形成带电粒子。
2 离子、电子的行为
带电粒子在电场作用下加速运动,并与其他粒子碰撞,释放能量。
《气体放电的机理》PPT 课件
通过本课件,我们将深入探讨气体放电的机理,了解其原理、分类、应用和 危害与防护。让我们一起揭开气体放电的神秘面纱。
什么是气体放电
概念解释
气体放电是指在气体中的电离过程,产生可见光和能量释放。
原理简介
通过施加电场,导致气体中的带电粒子加速运动,从而引发放电。
分类
气体放电可分为辉光放电、电弧放电、放电火花和电晕放电等不同种类。

8气体放电的基本理论

8气体放电的基本理论

4
第 动能的产生: 章 气 体 放 电 基 本 理 论

①气体质点的热运动使之具有固有的动能; ②在外加电场作用下,带电质点在电场力的作用具有 一定的能量。
形成撞击游离的条件:
①撞击质点所具有的总能量至少大于被撞击质点在该 种状态下所需的游离能; ②撞击质点与被撞击质点有一定的作用时间。 在有电场存在的情况下,电子与别的质点相邻两次碰 撞之间的平均自由行程比离子大的多,积聚足够的能量后 再与其他质点碰撞的几率也比离子大的多,因而在电场中, 造成撞击游离的主要因素是电子。
16
第 章 气 体 放 电 基 本 理 论 2

游离放电的进一步发展和转变到气隙击穿的过程将随 电场情况而不同,可分为均匀电场和不均匀电场两大类。 在大体均匀的电场中,任意某处形成自持放电时,自 持放电会很快地发展到整个间隙,气隙即被击穿,气隙的击 穿电压实际上就等于形成自持放电的临界电压。 在很不均匀的电场中,例如在尖端电极的情况,在电压 还较低的时候,尖端处的场强就已可能超过临界值而出现自 持放电,就是电晕放电。由于离尖端稍远处场强已大为减小, 故电离放电只能局限在尖极附近的空间而不能扩展出去。 当电压再提高时,如电极间距不大,则可能从电晕放 电直接转变成整个间隙的火花击穿。如电极间距离大时,则 从电晕转到刷形放电阶段,这种刷形放电在空间不断变更位 置。当电压再增高时,刷形放电增长到达对面的电极,就转 变为火花击穿。当电源功率足够大时,火花击穿迅速即转变 成电弧。

气体放电学原理

气体放电学原理

气体放电学原理

1.碰撞,激发与电离

1). 碰撞

碰撞分为弹性碰撞与非弹性碰撞, 弹性碰撞只改变电子及分子的运动方向, 非弹性碰撞则引起原子的激发与电离.

2). 潘宁效应: Penning Effect

若A, B分别为不同种类的原子, 而且, 原子A的激发电位大于原子B的电离

电位, 当受激原子A与基态原子B碰撞后,使基态原子B电离,受激原子A的

能级降低或变为基态原子A,这种过程称为潘宁碰撞或潘宁效应. 例如: Ne的

亚稳态激发电位是16.53V, 大于Ar的电离电位15.69V.

3). 电离前的管内电流电压变化原理 (瞬间变化)

当电压逐渐增加时,电流逐渐增加; 电压增加到一定程度时, 开始有原子被激

发, 电子能量被转移, 此时电流反而减小; 当电压继续增加时, 电子能量继续

增加, 电流再次增大.

4). 激发与电离规则

有效碰撞面积越大, 激发与电离的几率越大

电子的运动速度越大, 激发与电离的几率越大; 但电子速度到一定程度时, 来

不及与原子发生能量转移, 激发与电离的几率反而减小. 当电子速度非常大时, 激发与电离的几率再次增加.

5). 特殊形式的激发与电离

∙光致激发与光致电离

∙热激发与热电离: 在辉光放电中, 原子热运动很小, 热电离和热激发作用极其微弱,可以忽略; 但在高压气体和超高压气体中的弧光放电, 热电离和

热激发过程就必须考虑. 温度越高, 激发和电离越多.

∙放射性射线引起的激发和电离

α射线引起的电离: 相当于高速正离子和气体的第一类非弹性碰撞,

电离能力很大.

β射线引起的电离: 相当于高速电子和气体的第一类非弹性碰撞,

【精】气体放电机理

【精】气体放电机理

巴申定律的实际应用
❖提高气压,采用压缩气体提高气体的 击穿电压;
❖采用高真空,提高电极间的击穿电压, 如真空断路器。
6.汤逊放电理论的要点
❖气隙电离的主要因素是:电子的碰撞电离
(α过程)及正离子的阴极表面电离(γ
过程)
❖气隙击穿的必要条件是:自持放电
❖适用范围:短间隙、低气压 PS≤ 200mmHg • cm
❖空间电荷对原有电场的 影响
❖空间光电离的作用
1.空间电荷引起电场畸变
2.空间光电离
3.流注的形成与气体击穿
巴申定律的物理解释与应用 假设气隙距离不变:当气体密度增加时,电子平均自由行程缩短,电子不易积聚动能,碰撞电离减弱; 两个理论的适用范围与区别 必须借助外界因素才能使放电发展的气体放电。 两个理论的适用范围与区别 假设气隙距离不变:当气体密度增加时,电子平均自由行程缩短,电子不易积聚动能,碰撞电离减弱; 假设气隙距离不变:当气体密度增加时,电子平均自由行程缩短,电子不易积聚动能,碰撞电离减弱; 当外界因素撤销后,仍能够仅在电场作用下自我维持的气体放电。 一个电子崩到达阳极,新产生的正离子数: 均匀电场的两大放电理论:汤逊理论、流注理论 汤逊理论中的三个系数 均匀电场中空气的巴申曲线 物理意义:一个初始电子至少有产生了一个新的自由电子,使放电得以发展。 电离因素除电子的空间碰撞电离外还考滤空间光电离(光子、短波光射线引起) 气隙击穿的必要条件是:自持放电 一个电子崩到达阳极,新产生的正离子数: 一个电子经过1cm,由碰撞电离产生的自由电子数 气隙击穿的必要条件是:自持放电

第一章气体放电的基本原理

第一章气体放电的基本原理
结论: 结论: a.电子能量大于激发能或电离能才能产生激 电子能量大于激发能或电离能才能产生激 发和电离。 发和电离。 b.激发截面(电离截面)与电子能量的关系并 激发截面( 激发截面 电离截面) 非线性,有一最大值。 非线性,有一最大值。
2010-11-9
激光器件原理与设计
14
第一章 气体放电的基本原理
2010-11-9
激光器件原理与设计
16
第一章 气体放电的基本原理
(4)电子与正离子碰撞引起的激发和电离 激发 电离
e +A+→e+(A+)’
+ ++ e +A →e+A +e
结论:此过程要求电子有很高的能量。 结论:此过程要求电子有很高的能量。
2010-11-9
激光器件原理与设计
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第一章 气体放电的基本原理
2010-11-9
激光器件原理与设计
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第一章 气体放电的基本原理
5. 其它形式的激发和电离 (1)热激发和热电离 ) 高温条件下, 高温条件下,气体粒子相互碰撞形成地激发 和电离。一般情况下, 和电离。一般情况下,在高气压和超高气压 气体中,形成弧光放电, 气体中,形成弧光放电,热激发和热电离才 起主导作用。 起主导作用。 (2)放射性射线引起的激发、电离与剩余电离 )放射性射线引起的激发、 放射性射线(α、 、 都是高能粒子 都是高能粒子, 放射性射线 、β、γ)都是高能粒子,能使 气体电离。 气体电离。
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非自持放电:需要外界游离因素和电压两个 条件来维持的放电。
自持放电:不需要外界游离因素的作用,只 靠电压就能维持的放电。
自持放电条件
1个起始电子
e 电子数:
s
正离子数: es 1
汤逊第三放电系数γ:一个正离子撞击阴极板 时,使阴极板发射出来的有效电子数。
(es 1) 1
1、汤逊理论 外界游离因素
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S
电子崩
汤逊理论的实质就是电子崩理论
外界游离因素
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S
e 电子数: s
正离子数:
es 1
汤逊第一放电系数α:一个电子由阴极向阳极运 动,经过1cm的距离,平均发生的碰撞游离次数。
2、汤逊理论非自持放电与自持放电 外界游离因素
有效电子
3、汤逊理论适用范围
一般间隙、标准大气压下气隙的放电: 1、按汤逊理论计算的击穿电压比实际值高; 2、按汤逊理论计算的击穿所需时间比实际值长; 3、一般间隙的击穿电压与阴极材料无关; 4、放电形状不同
汤逊理论适用于低气压、短间隙、均匀电场中
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