辉光放电
辉光放电实验报告
辉光放电实验报告辉光放电实验报告引言辉光放电是一种在低压下气体放电产生的特殊现象，它具有独特的光谱和美丽的视觉效果。
本次实验旨在通过搭建辉光放电实验装置，观察和研究辉光放电现象，深入了解其形成机制和物理特性。
实验装置实验所需的装置包括高压电源、气体放电管、电流表、电压表、干电池等。
首先，将高压电源与气体放电管相连，再将电流表和电压表分别与放电管的两端连接。
最后，将干电池与电流表串联，使电流得以通过。
实验步骤1. 打开高压电源开关，调节电压至适宜范围。
2. 打开气体放电管两端的电流表和电压表开关。
3. 逐渐增加高压电源的输出电压，观察气体放电管内部是否产生辉光放电现象。
4. 记录不同电压下气体放电管内的辉光放电情况，并测量相应的电流和电压数值。
实验结果通过实验观察和数据记录，我们得到了一系列关于辉光放电的有趣结果。
首先，在较低的电压下，气体放电管内部没有出现明显的辉光放电现象，电流和电压的数值也相对较小。
然而，随着电压的逐渐增加，我们观察到气体放电管内部开始出现明亮的辉光，形成了美丽的放电弧线。
同时，电流和电压的数值也随之增大。
进一步观察发现，辉光放电的颜色和形态随着气体的不同而变化。
例如，当使用氩气作为放电介质时，辉光呈现出柔和的蓝色；而当使用氖气时，辉光则呈现出鲜艳的红色。
这表明不同气体的原子或分子在放电过程中释放出不同的能量，从而产生了不同的光谱。
讨论与分析辉光放电现象的产生与气体中原子或分子的激发和电离有关。
在较低的电压下，气体分子的能级处于基态，电流较小，无法产生辉光。
然而，当电压逐渐增加，电场强度加大，使得气体分子发生碰撞和激发，能级跃迁，从而产生辉光放电现象。
辉光放电的颜色和形态取决于气体的种类以及分子的能级结构。
不同气体分子的能级结构不同，因此在放电过程中释放出的能量也不同，从而产生了不同的光谱。
这也是为什么在实验中观察到使用不同气体时，辉光放电的颜色呈现出明显差异的原因。
结论通过本次辉光放电实验，我们深入了解了辉光放电现象的形成机制和物理特性。
辉光放电
辉光放电（Glow discharge）辉光放电是放电等离子体中最常见的一种放电形式，应用也最广泛。
比如，一般的气体激光器（He-Ne 激光器、CO2激光器等）、常用光源（荧光灯）、空心阴极光谱灯等。
同时辉光放电也是放电形式中放电最稳定的放电形式，所以有必要对辉光放电进行较为详细的讨论。
§6.1 辉光放电的产生及典型条件最简单的辉光放电的结构如图6.1（a）。
调节电源电压E或限流电阻R，就会得到如图6.1（b）的V-A特性曲线。
管电压U调节到等于着火电压U b时，放电管内就会从非自持放电过渡到自持放电，此时，放电电流I会继续增大，管压降U下降，进入辉光放电区。
放电管发出明亮的辉光，其颜色由放电气体决定。
限流电阻R应比较大，以保证放电稳定在辉光放电区。
如果限流电阻R很小，放电很容易进入弧光放电区。
辉光放电的特点：比较高的放电管电压U(几百~几千V)，小的电流I（mA量级）；弧光放电的特点：很低的放电电压U（几十V），大电流放电I（A量级甚至更大）。
辉光放电的典型条件：①放电间隙中的电场分布比较均匀，至少没有很大的不均匀性；例如He-Ne激光器的放电管内电场近似均匀。
②放电管内气体压强不是很高，要求满足（Pd）Ubmin＜Pd＜200Kpa cm（巴邢曲线的右支），d---放电管内电极间距，（Pd）Ubmin--巴邢曲线最低点U bmin对应的Pd值。
一般P=4Pa~14Kpa时，可出现正常辉光放电，而Pd＞200Kpa cm时，非自持放电通常会过渡到火花放电或丝状放电；③放电回路中的电源电压和限流电阻准许放电管的放电电流工作在mA量级，且电源电压应高于着火电压U b，否则不能起辉。
§6.2 辉光放电的组成区域和基本特征对于一对平行平板放电电极，典型的辉光放电外貌如图6.2(a)。
从阿斯顿暗区到负辉区称为阴极位降区或阴极区。
下面对各放电区一一进行介绍。
1、阿斯顿暗区（Aston Dark Space）：它是仅靠阴极的一层很薄的暗区，是有Aston首先在H2、He、Ne放电中观察到的放电暗区，所以称为阿斯顿暗区。
辉光放电原理
辉光放电原理
辉光放电是一种在气体中产生的放电现象，其原理是通过在两个电极之间加上
足够的电压，使得气体分子发生电离，产生等离子体，从而产生可见的光。
辉光放电在许多领域都有重要的应用，比如荧光灯、氖灯、等离子体显示器等。
在本文中，我们将深入探讨辉光放电的原理及其应用。
辉光放电的原理主要包括以下几个方面：
1. 电离和复合过程。
当两个电极之间的电压足够大时，电场会加速气体分子，使得它们发生电离。
这些电离的正负离子会在电场的作用下向两个电极移动，当它们再次相遇时，会发生复合过程，释放出光子。
这些光子就是我们所看到的辉光。
2. 离子化和激发态。
在辉光放电中，气体分子被电场离子化后，产生的离子和电子会在电场的作用
下获得能量，从基态跃迁到激发态。
当它们返回基态时，会释放出光子，形成辉光。
3. 电子碰撞激发。
在辉光放电中，电子和气体分子碰撞后会获得能量，使得气体分子跃迁到激发态。
当气体分子返回基态时，会释放出光子，形成辉光。
辉光放电在实际应用中有着广泛的用途。
比如在荧光灯中，通过辉光放电产生
的紫外线激发荧光粉发光；在氖灯中，氖气被放电后产生的红色光线被用于广告招牌和指示灯；在等离子体显示器中，通过辉光放电产生的等离子体来显示图像。
总的来说，辉光放电是一种重要的放电现象，其原理包括电离和复合过程、离
子化和激发态、电子碰撞激发等。
它在荧光灯、氖灯、等离子体显示器等领域有着
广泛的应用。
通过对辉光放电原理的深入理解，我们可以更好地应用这一现象，推动科技的发展和进步。
不同气体辉光放电波长
不同气体辉光放电波长摘要：一、引言二、不同气体的辉光放电现象1.气体辉光放电的定义和类型2.辉光放电的组成区域三、不同气体辉光放电的波长1.氦气2.氖气3.氩气4.氪气5.氙气四、影响辉光放电波长的因素1.气体种类2.气体压力3.电源电压4.放电电流五、辉光放电波长的应用1.磁控溅射2.辉光放电光源3.气体分析六、结论正文：一、引言辉光放电是一种低压气体中显示辉光的气体放电现象，即稀薄气体中的自持放电（自激导电）现象。
它由法拉第第一个发现，并包括亚正常辉光和反常辉光两个过渡。
在脉冲功率系统中，辉光放电是一种关键的器件，它的性能受脉冲功率开关性能的制约。
二、不同气体的辉光放电现象1.气体辉光放电的定义和类型辉光放电是指低压气体中显示辉光的气体放电现象，它是稀薄气体中的自持放电（自激导电）现象。
辉光放电分为亚正常辉光和反常辉光两个过渡。
2.辉光放电的组成区域辉光放电在气体压力约为100 帕且所加电压适中时，放电呈现出明暗相间的8 个区域。
其中，阿斯顿暗区是阴极前面的很薄的一层暗区，是f.w.阿斯顿于1968 年在实验中发现的。
在本区中，电子刚刚离开阴极，飞行距离尚短，从电场得到的能量不足以激发气体原子，因此没有发光。
三、不同气体辉光放电的波长1.氦气氦气在通电后，气体分子最外层电子接收特定能量变成激发态，激发态的原子是不稳定的，电子要从高能级向低能级跃迁，跃迁会放出特定能量（大多是向外辐射光子）。
由于能量量子化，能级差决定了所辐射的光子频率量子化，由ehf，可得出所辐射光子的频率。
氦气辉光放电的波长为橘红色。
2.氖气氖气在通电后，气体分子最外层电子接收特定能量变成激发态，激发态的原子是不稳定的，电子要从高能级向低能级跃迁，跃迁会放出特定能量（大多是向外辐射光子）。
由于能量量子化，能级差决定了所辐射的光子频率量子化，由ehf，可得出所辐射光子的频率。
氖气辉光放电的波长为红色。
3.氩气氩气在通电后，气体分子最外层电子接收特定能量变成激发态，激发态的原子是不稳定的，电子要从高能级向低能级跃迁，跃迁会放出特定能量（大多是向外辐射光子）。
辉光放电的原理及应用
辉光放电的原理及应用辉光放电是一种电现象，指的是在低压条件下，在气体或气体混合物中，通过电场作用引发的气体电离现象。
辉光放电的原理是基于电子的激发和电离，它的应用广泛，包括荧光灯、氖氮激光器、等离子体显示器、高压放电杀菌等领域。
1.初级电离：在电源施加电场后，电子会被电场加速，并与气体分子相互碰撞。
当电子具有足够的动能时，它们可以将气体分子击碎，并释放出更多的电子。
这个过程被称为初级电离。
2.二次电离：释放的电子会与更多的气体分子相互碰撞，将它们也击碎并释放出更多的电子。
这个过程被称为二次电离。
不断的电离过程会导致电子数的指数增长，形成一个电子数密度很高的电子云。
3.正离子产生：在电场中，电子和阳离子受到电场的作用而朝着相反的方向运动。
在这个过程中，电子和阳离子会与分子发生碰撞，使得分子失去电子并变成正离子。
4.辉光的产生：当正离子重新结合时，辐射出辉光。
这种可见光辉光的颜色取决于气体的种类和中性分子的振动和旋转等能级结构。
1.荧光灯：荧光灯通过辉光放电将电能转化为可见光。
荧光灯的内部有一个玻璃管，内部充满了荧光粉。
当电场作用于荧光粉时，辉光放电激发了荧光粉并产生可见光。
相对于传统的白炽灯，荧光灯能够更高效地转化电能为光能。
2.氖氮激光器：氖氮激光器利用辉光放电产生激光。
氖气和氮气通常被充满在气体激光器管中。
施加电场后，辉光放电会在气体管内产生，通过激光共振效应，产生出一束高能量、单色、相干的激光光束。
3.等离子体显示器：等离子体显示器是一种新型的显示技术，利用辉光放电产生的等离子体来发光。
等离子体显示器能够提供更高的亮度、更快的刷新率和更广的可视角度。
4.高压放电杀菌：辉光放电产生的加热作用和电离作用可以对水和空气中的细菌和病毒进行灭菌。
这种技术可以应用于饮用水净化、食品处理等领域。
总结起来，辉光放电是一种气体电离现象，利用电场作用产生的电子激发和电离来产生光和等离子体。
通过合理地控制电压和气体种类等参数，辉光放电可以应用于荧光灯、激光器、等离子体显示器和高压放电杀菌等各种领域。
辉光放电
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简单的辉光放电示意图辉光放电时，在放电管两极电场的作用下，电子和正离子分别向阳极、阴极运动，并 堆积在两极附近形成空间电荷区。因正离子的漂移速度远小于电子，故正离子空间电荷区的电荷密度比电子空间 电荷区大得多，使得整个极间电压几乎全部集中在阴极附近的狭窄区域内。这是辉光放电的显著特征，而且在正 常辉光放电时，两极间电压不随电流变化。
物理原理
辉光放电是种低气压放电(Low pressure discharge)现象,工作压力一般都低于10 mbar,其基本构造是在 封闭的容器内放置两个平行的电极板,利用产生的电子将中性原子或分子激发,而被激发的粒子由激发态降回基态 时会以光的形式释放出能量。
Hale Waihona Puke 放电阶段辉光放电有亚正常辉光和反常辉光两个过渡阶段，放电的整个通道由不同亮度的区间组成，即由阴极表面开 始，依次为：①阿斯通暗区；②阴极光层；③阴极暗区(克鲁克斯暗区)；④负辉光区；⑤法拉第暗区；⑥正柱区; ⑦阳极暗区;⑧阳极光层。其中以负辉光区、法拉第暗区和正柱区为主体。这些光区是空间电离过程及电荷分布所 造成的结果，与气体类别、气体压力、电极材料等因素有关，这些都可以从放电理论上作出解释。辉光放电时， 在两个电极附近聚集了较多的异号空间电荷，因而形成明显的电位降落，分别称为阴极压降和阳极压降。阴极压 降又是电极间电位降落的主要成分，在正常辉光放电时，两极间的电压不随电流变化，即具有稳压的特性。
1933年德国Von Engel首次报道了研究结果，利用冷却的裸电极在大气压氢气和空气中实现了辉光放电，但 它很容易过渡到电弧，并且必须在低气压下点燃，即离不开真空系统。1988年，Kanazawa等人报道了在大气压下 使用氦气获得了稳定的APGD的研究成果，并通过实验总结出了产生APGD要满足的三个条件：（1）激励源频率需 在1kHz以上；（2）需要双介质DBD；（3）必须使用氦气气体。此后，日本的Okazaki、法国的Massines和美国 的Roth研究小组分别采用DBD的方法，用不同频率的电源和介质，在一些气体和气体混合物中宣称实现了大气压 下“APGD”。1992年，Roth小组在5mm氦气间隙实现了APGD，并声称在几个毫米的空气间隙中也实现了APGD,主 要的实验条件为湿度低于15%、气体流速50l/min、频率为3kHz的电源并且和负载阻抗匹配。他们认为“离子捕获” 是实现APGD的关键。Roth等人用离子捕获原理解释APGD，即当所用工作电压频率高到半个周期内可在极板之间捕 获正离子，又不高到使电子也被捕获时，将在气体间隙中留下空间电荷，它们影响下半个周期放电，使所需放电 场强明显降低，有利于产生均匀的APGD。他们在实验室的一台气体放电等离子体实验装置中实现了Ar、He和空气 的“APGD”。1993年Okazaki小组利用金属丝（丝直径0.035mm，325目）电极为PET膜（介质）、频率为50Hz的 电源，在1.
辉光放电的特征
辉光放电的特征
辉光放电的特征
什么是辉光放电？
辉光放电是一种电离气体放电现象，即在低压情况下，电极间的
气体发生放电现象。
它具有一些独特的特征，以下是辉光放电的主要
特征：
特征一：发出柔和而持久的光线
•辉光放电会产生柔和而持久的光线，呈现出明亮而通透的特点。
•光线的颜色可以根据气体的种类和电压的变化而改变，常见的颜色有蓝色、绿色、橙色等。
特征二：在暗处更加明显
•辉光放电在明亮的环境中很难被观察到，但在暗处，其光线将变得更加明显。
•这是因为辉光放电只会在电压达到一定程度时才能发生，而在暗处，由于外界光线的干扰较少，所以辉光放电更容易
被观察到。
特征三：电极附近有明显的闪光现象
•在辉光放电的过程中，电极附近会产生明显的闪光现象。
•这是因为辉光放电时，电极表面的气体被电离，产生大量自由电子和阳离子，它们在电场的作用下高速运动，撞击气
体分子并引起发光现象。
特征四：伴随着轻微的声音
•辉光放电通常伴随着轻微的声音，类似于电流流动时的嗡嗡声，但音量较小。
•这是因为辉光放电时，气体分子的碰撞产生了震动，导致声音的产生。
特征五：可通过调节电压和气体种类来变化效果
•辉光放电的特征可以通过调节电压和气体种类来改变。
•电压的大小决定了辉光放电的亮度和稳定性，而不同的气体种类则决定了发光的颜色。
结论
辉光放电作为一种特殊的电离现象，具有柔和持久的光线、在暗
处明显、电极附近闪光、伴随轻微声音等特征。
通过调节电压和气体
种类，可以改变辉光放电的效果。
对于研究和应用该现象具有重要意义。
辉光放电原理
辉光放电原理辉光放电，又称光电子放电或光电子放射，是量子物理中重要的一种放电机制。
它指的是某些物质作用在特定的外场或能量激发下，辐射出（放出）一种叫做“光电子”的粒子，即电子能量会释放出光子的现象，即电子在特定外场或能量激发下，释放能量并转化为光子的现象。
辉光放电的物理原理，归结起来有两个，即杂质的能级和密度的调节，其中，杂质的能级调节是指外场施加于材料内部杂质（重离子或电子、极化颗粒）使其能级发生变化，从而引起辉光放电，密度调节是指杂质能级改变引起材料中激发态位面的变化，从而调节材料的辉光放电特性。
辉光放电是在电学及物理学中最简单最重要的放电机制，它可以引起放电电流，形成等离子态。
辉光放电被广泛应用于宇宙学观测、空间穿越、工业和实验室的研究等等领域，是非常重要的物理学现象之一。
辉光放电的作用是将材料中的激发态位面释放出，从而使激发态位面产生放出光子的现象，材料中的电子在具有特定外场或能量激发下，释放能量并转化为光子。
由此可见，辉光放电是一种量子物理中重要的放电机制，能够调节材料的特性。
特别是在宇宙学观测、工业和实验室的研究中，它起着非常重要的作用，了解它的物理原理和机理对于深入研究辉光放电是十分必要的。
首先，辉光放电的本质是在特定的外场或能量激发下，使材料中的杂质能级发生变化。
具体来说，当外场施加于材料内部杂质（重离子或电子、极化颗粒）使其能级发生变化时，材料中激发态位面也会发生变化，造成辉光放电现象。
其次，辉光放电机制中，光子的辐射方向受到材料状态、晶体结构以及外场等影响。
最后，辉光放电还与材料中杂质密度有关，材料中杂质密度增加，其辉光放电机制也会发生变化。
以上就是辉光放电的物理原理以及它的作用，它起着极其重要的作用，因此研究辉光放电的物理原理和机理显得尤为重要和必要。
进一步的研究将有助于我们更深入地理解辉光放电的机理和作用，并进而发展出更高效的应用。
辉光放电(Glowdischarge)
第六章、辉光放电（Glow discharge）辉光放电是放电等离子体中最常见的一种放电形式，应用也最广泛。
比如，一般的气体激光器（He-Ne 激光器、CO2激光器等）、常用光源（荧光灯）、空心阴极光谱灯等。
同时辉光放电也是放电形式中放电最稳定的放电形式，所以有必要对辉光放电进行较为详细的讨论。
§6.1 辉光放电的产生及典型条件最简单的辉光放电的结构如图6.1（a）。
调节电源电压E或限流电阻R，就会得到如图6.1（b）的V-A特性曲线。
管电压U调节到等于着火电压U b时，放电管内就会从非自持放电过渡到自持放电，此时，放电电流I会继续增大，管压降U下降，进入辉光放电区。
放电管发出明亮的辉光，其颜色由放电气体决定。
限流电阻R应比较大，以保证放电稳定在辉光放电区。
如果限流电阻R很小，放电很容易进入弧光放电区。
辉光放电的特点：比较高的放电管电压U(几百~几千V)，小的电流I（mA量级）；弧光放电的特点：很低的放电电压U（几十V），大电流放电I（A量级甚至更大）。
辉光放电的典型条件：①放电间隙中的电场分布比较均匀，至少没有很大的不均匀性；例如He-Ne激光器的放电管内电场近似均匀。
②放电管内气体压强不是很高，要求满足（Pd）Ubmin＜Pd＜200Kpa cm（巴邢曲线的右支），d---放电管内电极间距，（Pd）Ubmin--巴邢曲线最低点U bmin对应的Pd值。
一般P=4Pa~14Kpa时，可出现正常辉光放电，而Pd＞200Kpa cm时，非自持放电通常会过渡到火花放电或丝状放电；③放电回路中的电源电压和限流电阻准许放电管的放电电流工作在mA量级，且电源电压应高于着火电压U b，否则不能起辉。
§6.2 辉光放电的组成区域和基本特征对于一对平行平板放电电极，典型的辉光放电外貌如图6.2(a)。
从阿斯顿暗区到负辉区称为阴极位降区或阴极区。
下面对各放电区一一进行介绍。
1、阿斯顿暗区（Aston Dark Space）：它是仅靠阴极的一层很薄的暗区，是有Aston首先在H2、He、Ne放电中观察到的放电暗区，所以称为阿斯顿暗区。
辉光放电光谱仪原理
辉光放电光谱仪原理一、辉光放电现象与结构辉光放电是一种低压放电现象，将两块平行的电极板放在一个封闭的容器中，利用产生的电子激发中性原子或分子。
在辉光放电中，电子通过电场加速，然后与中性原子或分子碰撞，激发它们到更高的能级。
当受激粒子从受激态落到基态时，它们将以光的形式释放能量，产生明亮的辉光。
辉光放电结构主要由两个平行电极组成，通常称为阴极和阳极。
在两个电极之间施加电压，以产生电场并驱动电子流动。
在辉光放电过程中，阴极附近的电子被加速，并与阳极之间的气体分子碰撞，将它们激发到较高的能级。
当这些分子回到基态时，它们会发出特定波长的光。
二、工作原理与特点辉光放电光谱仪的工作原理主要是通过辉光放电产生电子，利用电场加速电子并与中性原子或分子碰撞，激发它们到较高的能级。
当这些受激粒子回到基态时，它们会发出特定波长的光，通过光谱仪进行分析和测量。
辉光放电光谱仪具有以下特点：1. 可以直接分析固体样品，无需将样品转化为溶液或气态。
2. 具有较高的灵敏度和较低的检测限，可以检测到低浓度的元素。
3. 可以同时分析多种元素，具有较高的分析速度。
4. 适用于各种材料的分析，包括金属、合金、半导体等。
三、光谱法应用辉光放电光谱法是一种光谱分析方法，通过辉光放电产生的光来进行分析和测量。
与传统的光谱法相比，辉光放电光谱法具有更高的灵敏度和较低的检测限，可以检测到低浓度的元素。
此外，辉光放电光谱法还可以用于研究材料的物理和化学性质，例如电子结构、化学键、分子结构等。
四、分析技术优势辉光放电光谱仪的分析技术优势主要包括：1. 无需将样品转化为溶液或气态，可以直接分析固体样品。
2. 具有较高的灵敏度和较低的检测限，可以检测到低浓度的元素。
3. 可以同时分析多种元素，具有较高的分析速度。
4. 适用于各种材料的分析，包括金属、合金、半导体等。
5. 对于某些元素，例如碳和氮，辉光放电光谱法比其他分析技术更具优势。
五、工作原理流程辉光放电光谱仪的工作原理流程如下：1. 将固体样品放置在两个平行电极之间。
辉光放电的特征(一)
辉光放电的特征(一)辉光放电的特征引言辉光放电是一种具有特殊光电效应的物理现象。
它在广泛的领域都有应用，如荧光灯、激光器等。
本文将介绍辉光放电的特征。
特征概述辉光放电具有以下特征：•发光颜色：–取决于放电气体，可以是蓝色、橙色、绿色等多种颜色。
–不同颜色的辉光放电，对应着不同的能级跃迁。
•线状发光：–辉光放电通常以线状或薄膜状的形式出现。
–这是因为放电通道受到电场的限制，导致电子沿着一条特定的轨迹运动。
•发光强度：–辉光放电的发光强度通常比普通灯光要弱。
–发光强度取决于放电电压和气体浓度等因素。
•闪烁：–辉光放电有时会出现闪烁现象。
–闪烁的原因可以是气体中含有不稳定的杂质或电场强度的变化。
•束流效应：–在辉光放电过程中，电子束会从阴极向阳极流动。
–电子束的流动可以产生高速电子撞击气体分子，激发出更多的辉光。
应用领域辉光放电作为一种重要的物理现象，具有很多应用：1.荧光显示器：–在荧光显示器中，辉光放电用于激发荧光粉发光，显示出图像和文字。
2.激光器：–辉光放电可以激发激光介质中的原子或分子，产生激光。
3.紫外线杀菌：–辉光放电可以产生紫外线，用于杀灭空气中的细菌和病菌。
4.汽车照明：–辉光放电的特殊发光效果被应用在汽车仪表盘的照明上，提高了驾驶安全性。
结论辉光放电作为一种特殊的光电效应，具有明显的特征，可以在很多领域得到应用。
研究辉光放电的特征，有助于进一步挖掘其潜力，创造更多的应用价值。
辉光放电的特征引言辉光放电是一种具有特殊光电效应的物理现象。
它在广泛的领域都有应用，如荧光灯、激光器等。
本文将介绍辉光放电的特征。
特征概述辉光放电具有以下特征：1.发光颜色–取决于放电气体，可以是蓝色、橙色、绿色等多种颜色。
–不同颜色的辉光放电，对应着不同的能级跃迁。
2.线状发光–辉光放电通常以线状或薄膜状的形式出现。
–这是因为放电通道受到电场的限制，导致电子沿着一条特定的轨迹运动。
3.发光强度–辉光放电的发光强度通常比普通灯光要弱。
第5章-辉光放电
(CGSE) (V -1 )
(A -1 )
--符合相似律 --适用于任何气体，任何阴极 右支—反常辉光放电 H点—正常辉光放电 左支—过渡区
第五章：辉光放电
5.3 阴极位降区 正常辉光放电 ---反常辉光放电阴极区的分析 • 最小值 ---Umin 左支----- jC UC : 局部: jC UC jC 总体: UC =C n + jC UC 空间电荷, jC jtotal UR UC jC较小的其它部分，电子雪崩 +SC 或 jC 放电不能维持 因此，放电集中到阴极表面的一部分
第五章：辉光放电
5.1 辉光放电的产生 典型条件： • 电场是均匀的 • 气压适中: 200kPacm>pd>(pd)min ----一般辉光放电：p=4-14kPa ----pd>200kPacm, 弧光或火花放电 • 足够容量的电源(电源电压, 限流电阻): I >mA， Us>Ub
外貌和参量分布
第五章：辉光放电
5.5 各种类型的辉光放电 正常辉光放电 • Ua和j=C 以及 AI 过渡区 • 径向扩散 带电粒子损耗 阴极电流密度j 发光 • Ua 维持放电 反常辉光放电 • j Ua 能量损失(阴极区) 阴极区厚度 ER 阴极溅射
---快电子+中性粒子足够的电离 补偿带电粒子在管壁上的消失
kT e
1
eU i
ln(0.038 pU i R
1 Te ln( pR)
M) 4m
电流密度很小(j<10-4A/cm2): 带电粒子密度小, 管壁损耗为主
损耗E轴向,
j E轴向
溅射的基本原理之辉光放电
溅射的基本原理——辉光放电
异常辉光放电区（EF）
当轰击覆盖住整个阴极表面之后，进一步 增加功率，放电电压和电流同时增加，进入非 正常辉光放电。
特点：电流增大时，放电电极间电压升高，且 阴极电压降与电流密度和气体压强有关。 阴极表面情况：此时辉光布满整个阴极，离子层已 无法向四周扩散，正离子层向阴极靠拢，距离缩短。 此时若想提高电流密度，必须增加阴极压降，使正 离子有更大的能量轰击阴极，使阴极更多的二次电 子才行。
Vd为辉光放电空间与 靶之间的电压
溅射的基本原理——辉光放电
辉光放电空间与靶和接地电极之间的电压存在如下关 系： 4
Vc Ad Vd Ac
式中，Ac 和 Ad 分别为容性耦合电极（靶）和直接耦合电极 （接地电极）的面积。 由于 Ad Ac ，所以 Vc Vd 。 在射频辉光放电时， 等离子体对接地的基片（衬底）只有极微小的轰击，而 对溅射靶进行强烈轰击使之产生溅射。
上述两种情况都以自然电离源为前提，且导电而不发光。因 此，称为非自持放电。
溅射的基本原理——辉光放电 过渡区CD
过 C 点后，发生“雪崩点火”， 离子轰击阴极，产生二次电子，二 次电子与中性气体分子发生碰撞， 产生更多的离子，离子再轰击阴极， 阴极产生更多的二次电子，大量的 离子和电子产生后，放电达到自持， 气体被击穿，开始起辉，两极间电 流剧增，电压迅速降低，放电呈现 负阻现象。
可认为正离子在空间不动，并形成更强的正空间电荷，对放 电起增强作用。
溅射的基本原理——辉光放电
耦合特性：电极表面电位自动偏置为负极性 二极管整流器 有效电流为零
溅射的基本原理——辉光放电
溅射靶与基片对称 配置，不能成膜。
溅射靶绝缘，并通 过电容耦合到射频电 源上；另一电极为直 接耦合电极（真空室 壁，接地电极） Vc为辉光放电空间与 靶之间的电压 靶 基片
辉光放电与等离子体
辉光放电与等离子体1、辉光放电通常把在电场作用下气体被击穿而导电的物理现象称之为气体放电。
气体放电有“辉光放电”和“弧光放电”两种形式。
辉光放电又分为“正常辉光放电”与“异常辉光放电”两种，它们是磁控溅射镀膜工艺过程中产生等离子体的基本环节。
辉光放电（或异常辉光放电）可以由直流或脉冲直流靶电源通过气体放电形成，也可以用交流（矩形波双极脉冲中频电源、正弦波中频与射频）靶电源通过真空市内的气体放电产生。
气体放电时，充什么样的工作气体、气压的高低、电流密度的大小、电场与磁场强度的分布与高低、电极的不同材质、形状和位置特性等多种因素都会影响到放电的过程和性质，也会影响到放电时辐射光的性质和颜色。
（1）直流辉光放电①在阴-阳极间加上直流电压时，腔体内工作气体中剩余的电子和离子在电场的作用下作定向运动，于是电流从零开始增加；②当极间电压足够大时，所有的带电离子都可以到达各自电极，这时电流达到某一最大值（即饱和值）；③继续提高电压，导致带电离子的增加，放电电流随之上升当电极间的放电电压大于某一临界值（点火起辉电压）时，放电电流会突然迅速上升，阴-阳极间电压陡降并维持在一个较低的稳定值上。
工作气体被击穿、电离，并产生等离子体和自持辉光放电，这就是“汤生放电”的基本过程，又称为小电流正常辉光放电。
④磁控靶的阴极接靶电源负极，阳极接靶电源正极，进入正常溅射时，一定是在气体放电伏-安特性曲线中的“异常辉光放电区段”运行。
其特点是，随着调节电源输出的磁控靶工作电压的增加，溅射电流也应同步缓慢上升。
⑵脉冲直流辉光放电脉冲或正弦半波中频靶电源的单个脉冲的气体放电应与直流气体放电伏-安特性曲线异常辉光放电段及之前段的变化规律相符。
可以将其视为气体放电伏-安特性在单个脉冲的放电中的复现。
脉冲直流靶电源在脉冲期间起辉溅射，在脉冲间隙自然灭辉（因频率较高，肉眼难以分辨）。
溅射靶起辉放电后，当电源的输出脉冲的重复频率足够高时，由于真空腔体内的导电离子还没有完全被中和完毕，第二个（以后）重复脉冲的复辉电压与溅射靶的工作电压接近或相同。
第六章、辉光放电(Glow discharge)
第六章、辉光放电（Glow discharge）辉光放电是放电等离子体中最常见的一种放电形式，应用也最广泛。
比如，一般的气体激光器（He-Ne 激光器、CO2激光器等）、常用光源（荧光灯）、空心阴极光谱灯等。
同时辉光放电也是放电形式中放电最稳定的放电形式，所以有必要对辉光放电进行较为详细的讨论。
§6.1 辉光放电的产生及典型条件最简单的辉光放电的结构如图6.1（a）。
调节电源电压E或限流电阻R，就会得到如图6.1（b）的V-A特性曲线。
管电压U调节到等于着火电压U b时，放电管内就会从非自持放电过渡到自持放电，此时，放电电流I会继续增大，管压降U下降，进入辉光放电区。
放电管发出明亮的辉光，其颜色由放电气体决定。
限流电阻R应比较大，以保证放电稳定在辉光放电区。
如果限流电阻R很小，放电很容易进入弧光放电区。
辉光放电的特点：比较高的放电管电压U(几百~几千V)，小的电流I（mA量级）；弧光放电的特点：很低的放电电压U（几十V），大电流放电I（A量级甚至更大）。
辉光放电的典型条件：①放电间隙中的电场分布比较均匀，至少没有很大的不均匀性；例如He-Ne激光器的放电管内电场近似均匀。
②放电管内气体压强不是很高，要求满足（Pd）Ubmin＜Pd＜200Kpa cm（巴邢曲线的右支），d---放电管内电极间距，（Pd）Ubmin--巴邢曲线最低点U bmin对应的Pd值。
一般P=4Pa~14Kpa时，可出现正常辉光放电，而Pd＞200Kpa cm时，非自持放电通常会过渡到火花放电或丝状放电；③放电回路中的电源电压和限流电阻准许放电管的放电电流工作在mA量级，且电源电压应高于着火电压U b，否则不能起辉。
§6.2 辉光放电的组成区域和基本特征对于一对平行平板放电电极，典型的辉光放电外貌如图6.2(a)。
从阿斯顿暗区到负辉区称为阴极位降区或阴极区。
下面对各放电区一一进行介绍。
1、阿斯顿暗区（Aston Dark Space）：它是仅靠阴极的一层很薄的暗区，是有Aston首先在H2、He、Ne放电中观察到的放电暗区，所以称为阿斯顿暗区。
第六章、辉光放电(glowdischarge)
在辉光放电中，负辉区是发光最强的区域。因为负辉区亮度大，所以看起来与阴极暗区有明显界限。
电子经过前面各区域的加速，进入负辉区的电子基本上可分成两大类：
第一类是快电子，这部分电子从阴极附近产生后，一直被电场加速到负辉区，这部分电子占一小部分；
第二类是慢电子，这部分电子从阴极发射出来，虽然经过电场加速，经历了多次非弹性碰撞，电子能量小于电离能，但可以大于或接近激发能，这部分电子占大部分，这些电子在负辉区产生许多碰撞激发，所以会有明亮的辉光。
因为阴极位降区内，电子与正离子的相对运动速度很大，空间复合过程可以忽略，带电粒子的消失主要发生在电极表面上。
② 正离子在阴极位降区内运动的假设：
正离子的运动速度可以用电场强度E和迁移速率 表示： （6-3-2）
③阴极位降区内电场分布的假设：
取阴极表面处电场强度为E0，电场强度从阴极开始沿放电管管轴方向直线下降，在阴极位降区末端下降到0，取阴极位降区厚度为 ，则有： （6-3-3）
第六章、辉光放电（Glow discharge）
辉光放电是放电等离子体中最常见的一种放电形式，应用也最广泛。比如，一般的气体激光器（He-Ne激光器、CO2激光器等）、常用光源（荧光灯）、空心阴极光谱灯等。同时辉光放电也是放电形式中放电最稳定的放电形式，所以有必要对辉光放电进行较为详细的讨论。
§ 辉光放电的产生及典型条件
有人已从实验上证明了阴极到阴极光层的电位差相当于激发电位（5~10V），样品气体的最低激发电位不同，阿斯顿暗区的厚度也不同，激发电位↑，阿斯顿暗区厚度↑。
2、阴极光层（Cathode Layer）:
仅靠阿斯顿暗区是一层很薄、很弱的发光层。当放电气体压强P很大时，阿斯顿暗区与阴极发光层几乎分不清楚。
辉光放电名词解释
辉光放电名词解释1. 什么是辉光放电？辉光放电是一种在低压气体中产生的电流放电现象。
当在两个电极之间施加足够的电压时，气体会发生离子化，形成带正负电荷的离子。
这些离子在电场的作用下会发生运动，并与其他气体分子碰撞，从而产生辐射。
辉光放电可以分为正常辉光放电和非正常辉光放电两种形式。
正常辉光放电通常发生在低压下，气体中的离子和自由电子相遇后发生复合，产生能量并且释放出可见光。
非正常辉光放电则是指在高压或特殊条件下发生的放电现象。
2. 辉光放电的机制辉光放电的机制主要包括以下几个过程：(1) 离子化当施加足够高的电压时，两个电极之间的气体分子会被强大的电场力撕裂成带有正负电荷的离子。
这个过程称为离子化。
(2) 运动与碰撞离子在电场的作用下开始运动，并与其他气体分子发生碰撞。
这些碰撞会导致离子的能量增加。
(3) 辐射产生当离子与其他气体分子碰撞时，它们会释放出部分能量并转移给气体分子。
这些能量会被气体分子吸收，使它们处于激发态。
当激发态的气体分子回到基态时，会释放出光线。
这个过程称为辐射。
(4) 复合在辉光放电过程中，离子和自由电子会相遇并发生复合。
这个过程会释放出更多的能量，并且产生更多的光线。
3. 辉光放电的应用辉光放电具有许多实际应用，以下是其中几个常见的应用领域：(1) 照明辉光放电可以被用于制造照明设备，如荧光灯和氖灯。
荧光灯通过在玻璃管内填充汞蒸汽和稀有气体来产生辉光放电。
当电流通过荧光灯时，汞蒸汽中的原子被激发并发出紫外线。
紫外线照射到荧光粉上时，荧光粉会发出可见光，从而实现照明效果。
(2) 显示技术辉光放电也被广泛应用于各种显示技术中。
等离子显示器（Plasma Display Panel，简称PDP）利用辉光放电来产生可见光和图像。
在PDP中，每个像素都包含一个微小的氖气放电通道。
当电流通过通道时，氖气会发生辉光放电并产生可见光。
(3) 气体传感器辉光放电还可以用于气体传感器的制造。
辉光放电质谱测试方法
业务蓝图(Business blueprint)什么是业务蓝图业务蓝图是指改进后的企业流程模型。
业务蓝图的概述业务蓝图是国际ERP界通用的一种企业建模方法。
业务蓝图用一种企业可以理解的方式来说明复杂的过程，它是一种清晰而又简单的描述方法，只用少量不同的符号，以集合的方式进行组织，定义了什么人必须在什么时候，采用什么方法去做什么事情，这种描述方法使得非专业人员也可以理解复杂的业务过程。
业务蓝图的内容企业业务蓝图由以下三部分组成。
第一，现行业务流程直接在系统中通过标准流程实行；第二，现行业务改善或修正，即用行业规程(可以是顾问方提供的插件，系统标准流程)来替代企业现行的业务流程；也可以是企业优化过后的流程。
第三，客户化定制策略。
可以通过二次开发来实现，也可以通过变通来实现企业的业务要求。
特别情况下，可以考虑集成第三方有关产品来实现客户特定的功能。
业务蓝图阶段的主要任务由实施顾问对企业进行ERP理论及标准产品培训；在顾问的指导下，进行经典规程学习、研究：在顾问的指导下，进行现行业务流程整理；根据业务流程整理的结果，分别对现行业务流程与系统流程对应的结果进行记录根据现行业务流程对应的结果，制定企业新系统、业务蓝图草案。
业务蓝图实现阶段的主要任务业务蓝图实现阶段主要的工作任务是以仿真方式运行ERP系统，确认业务蓝图。
并在此基础之上建立起新系统业务规程、上线准备方案、单元上线方案、最终用户培训方案、定义客户化方案等，建立起企业整体应用的系统框架。
(1)准备业务仿真系统的静态数据和业务数据；(2)仿真运行关键业务流程；(3)确定基于系统的业务蓝图；(4)制定客户化方案；(5)制定系统数据准备方案、系统上线方案。
业务蓝图设计业务蓝图设计是通过对公司业务现状的调研分析，梳理出业务未来的信息流、物流和业务流的处理模型。
业务蓝图阶段是ERP实施过程中关键的环节，蓝图定义的过程就是企业将自身业务流程转化为新系统业务流程的过程。
辉光放电原理的应用
辉光放电原理的应用1. 简介辉光放电是一种在气体中通过电离产生的光现象。
它通过电场加速自由电子，使其与气体原子或分子碰撞，从而激发气体中的原子或分子，产生辐射而发出光。
辉光放电在各个领域有着广泛的应用。
2. 荧光灯荧光灯是一种常见的利用辉光放电原理工作的照明设备。
具体工作原理如下：•荧光灯内部充满了一种称为荧光粉的物质，它在辉光激发下能够发出可见光。
•荧光灯两端设置电极，加上电压后形成辉光放电。
电极产生的电场加速自由电子，使其与荧光粉碰撞。
•荧光粉在与自由电子碰撞时会被激发，吸收能量转为激发态，之后再返回基态时会释放出可见光。
•这样，荧光灯通过一系列辉光放电过程，将电能转化为可见光。
3. 氖灯氖灯是另一种常见的利用辉光放电原理的照明设备。
主要特点是使用氖气充填，产生红色或橙色的光线。
•氖灯的构造类似于荧光灯，不同之处在于氖灯使用纯净的氖气而非荧光粉。
•通过电极产生的电场加速自由电子，使其与氖气中的原子碰撞。
•氖气原子在与自由电子碰撞时被激发，吸收能量转为激发态，之后再返回基态时会释放出红色或橙色的光。
4. 氙灯氙灯和氩灯是利用辉光放电原理工作的其他类型的照明设备。
•氙灯中充填的是氙气，通过电极产生辉光放电，激发氙气中的原子或分子，从而产生亮白色的光线。
•氙灯具有高亮度，常用于车辆的大灯和摄影灯等。
5. 激光器辉光放电原理也广泛应用于激光器中。
激光器是一种能够产生高强度、高单色性、高直线偏振度的激光光束的设备。
•激光器内部由激光介质和反射镜构成。
•当激光介质受到电场激活时，其中的原子或分子会发生辉光放电。
•辉光放电激发激光介质中的原子或分子到激发态，当其返回基态时会释放出高纯度的激光光子。
6. 广告招牌和显示屏辉光放电的原理也被广泛应用于广告招牌和显示屏等设备。
•广告招牌通常使用了荧光粉或者其他类似荧光粉的物质。
在电场的作用下，通过辉光放电使荧光粉发出各种颜色的光。
•显示屏也是利用荧光、LED等材料的辉光放电效应，通过辉光放电产生不同颜色的光点，从而形成图像。
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辉光放电（Glow discharge）辉光放电是放电等离子体中最常见的一种放电形式，应用也最广泛。
比如，一般的气体激光器（He-Ne 激光器、CO2激光器等）、常用光源（荧光灯）、空心阴极光谱灯等。
同时辉光放电也是放电形式中放电最稳定的放电形式，所以有必要对辉光放电进行较为详细的讨论。
§6.1 辉光放电的产生及典型条件最简单的辉光放电的结构如图6.1（a）。
调节电源电压E或限流电阻R，就会得到如图6.1（b）的V-A特性曲线。
管电压U调节到等于着火电压U b时，放电管内就会从非自持放电过渡到自持放电，此时，放电电流I会继续增大，管压降U下降，进入辉光放电区。
放电管发出明亮的辉光，其颜色由放电气体决定。
限流电阻R应比较大，以保证放电稳定在辉光放电区。
如果限流电阻R很小，放电很容易进入弧光放电区。
辉光放电的特点：比较高的放电管电压U(几百~几千V)，小的电流I（mA量级）；弧光放电的特点：很低的放电电压U（几十V），大电流放电I（A量级甚至更大）。
辉光放电的典型条件：①放电间隙中的电场分布比较均匀，至少没有很大的不均匀性；例如He-Ne激光器的放电管内电场近似均匀。
②放电管内气体压强不是很高，要求满足（Pd）Ubmin＜Pd＜200Kpa cm（巴邢曲线的右支），d---放电管内电极间距，（Pd）Ubmin--巴邢曲线最低点U bmin对应的Pd值。
一般P=4Pa~14Kpa时，可出现正常辉光放电，而Pd＞200Kpa cm时，非自持放电通常会过渡到火花放电或丝状放电；③放电回路中的电源电压和限流电阻准许放电管的放电电流工作在mA量级，且电源电压应高于着火电压U b，否则不能起辉。
§6.2 辉光放电的组成区域和基本特征对于一对平行平板放电电极，典型的辉光放电外貌如图6.2(a)。
从阿斯顿暗区到负辉区称为阴极位降区或阴极区。
下面对各放电区一一进行介绍。
1、阿斯顿暗区（Aston Dark Space）：它是仅靠阴极的一层很薄的暗区，是有Aston首先在H2、He、Ne放电中观察到的放电暗区，所以称为阿斯顿暗区。
阿斯顿暗区的厚度与气体压强P成反比（正常辉光放电的Pd n值为常数）。
为什么是暗区呢？我们知道，发光是自发辐射现象。
电子从阴极出来，进入电场很强的区域被电场加速，但在阴极附近，电子速度很低，电子能量低于气体的最低激发态的激发能，还不能产生碰撞激发，所以该区域没有辐射发光存在，故为暗区。
有人已从实验上证明了阴极到阴极光层的电位差相当于激发电位（5~10V），样品气体的最低激发电位不同，阿斯顿暗区的厚度也不同，激发电位↑，阿斯顿暗区厚度↑。
2、阴极光层（Cathode Layer）:仅靠阿斯顿暗区是一层很薄、很弱的发光层。
当放电气体压强P很大时，阿斯顿暗区与阴极发光层几乎分不清楚。
在阴极发光层区，由阿斯顿暗区过来的电子能量已经达到气体粒子的激发电位所对应的激发能（在He气体中测量此处的电子能量正好等于He的第一激发态的激发能），所以该区域气体会发出微弱的荧光，呈现为发光较弱的发光层。
3、阴极暗区（Cathode Dark Space）:紧靠阴极光层是一发光极弱的阴极暗区，阴极暗区与阴极发光层没有明显的界限。
前面讲过，进入阴极发光层的电子能量刚好达到第一激发电位，碰撞激发效率比较高，而进入阴极暗区的电子，由于电场的继续加速，电子能量超过激发函数最大值对应的电子越来越多（1.5~2倍激发能），所以碰撞激发几率降低，导致发光减弱，特别是被明亮的负辉区衬托，成为阴极暗区。
在阴极暗区，电子能量已超过第一电离能，所以在这个区域内产生大量的碰撞电离，雪崩放电就集中在这一区域内。
由于阿斯顿暗区到阴极暗区的区间，是放电管内电场强度最强的区域，所以此区域内电子运动是以定向运动为主。
4、负辉区（Negative Glow）:在辉光放电中，负辉区是发光最强的区域。
因为负辉区亮度大，所以看起来与阴极暗区有明显界限。
电子经过前面各区域的加速，进入负辉区的电子基本上可分成两大类：第一类是快电子，这部分电子从阴极附近产生后，一直被电场加速到负辉区，这部分电子占一小部分；第二类是慢电子，这部分电子从阴极发射出来，虽然经过电场加速，经历了多次非弹性碰撞，电子能量小于电离能，但可以大于或接近激发能，这部分电子占大部分，这些电子在负辉区产生许多碰撞激发，所以会有明亮的辉光。
该区域的电场强度E~0，所以快电子少，慢电子多，由于电子的速度相对比较小，空间复合的几率会有所增大。
由阿斯顿暗区到负辉区是辉光放电不可缺少的区域，主要的管压降（70~400V）就集中在该区域内，所以被称为阴极位降区或阴极区。
5、法拉第暗区（Faraday Dark Space）：穿过负辉区，就是法拉第暗区。
一般法拉第暗区比上述各区域都厚。
大部分电子在负辉区经历了多次非弹性碰撞，损失了很多能量，且负辉区E~0，电子无加速过程，所以从负辉区进入法拉第暗区的电子能量比较低，不足以产生激发和电离，所以不发光，形成一个暗区。
从电场分布可以看出，进入法拉第暗区后，电场强度又开始E＞0，但比较弱，电子又被加速，这样慢电子通过法拉第暗区加速成快电子，进入正柱区。
由阿斯顿暗区---法拉第暗区五个区域组成的放电部分称为阴极部分。
6、正柱区（Positive Column）：又称为正光柱（细放电管内充满光柱）。
在低气压情况下，正柱区为均匀的光柱；当气压较高时，会出现明暗相间的层状光柱（辉纹），条件不同，辉纹状态不同。
有时辉纹还会在放电管内滚动。
正柱区内，电场E沿管轴方向分布是均匀的，即电场强度E近似为一常数值。
因此在正柱区内空间电荷等于0，即在正柱区的任何位置电子密度与正离子密度都相等，对外不呈电性，所以又称为等离子体区。
由于正离子迁移速率很小，所以放电电流主要是电子流，正离子的作用主要是抵消电子的空间电荷效应。
从电场强度上看，正柱区的场强比阴极位降区场强小几个量级，所以正柱区的电子运动主要是乱向运动，电子的能量分布符合Boltzman-Maxwell热分布。
7、阳极区（Anode Space）：位于正柱区与阳极之间的区域为阳极区。
有时可以观察到阳极暗区(Anode Dark Space)和阳极表面处的阳极辉光（Anode Glow）。
对于阳极区，放电电流较大时，在靠近正柱区一端，电子被阳极吸引，而正离子被阳极排斥，⇒使得阳极区产生负的空间电荷⇒电场强度↑，电位↑↑，⇒阳极位降。
这样从正柱区出来的电子在阳极暗区加速，在阳极前产生碰撞激发和电离，⇒阳极表面形成一层发光层----阳极辉光层。
总结：从外观上看：各发光区中，以负辉区最亮，正柱区居中，阳极光层最弱；电场分布：阴极位降区最强，正柱区为稳定场强区，该区域轴向场强为均匀分布；电位降分布：放电管的压降主要集中在阴极位降区；空间电荷：正柱区内电子密度与正离子密度处处相等，对外不呈电性，故称为等离子体；电子雪崩：从阴极发射出来的初始电子，仅在阴极区引起电子雪崩；电离增长在阴极暗区最强。
因此阴极位降区是辉光放电中最重要，也是必不可少的部分，且在这一区域应满足自持放电条件。
二、辉光放电的基本特征① 辉光放电在电极间的光强分布是明、暗相间的有规律分布；② 管压降U 明显低于着火电压U b 。
正常辉光放电的管压降不随放电电流的变化而改变；③ 阴极电子的发射主要是γ过程，即正离子、亚稳态原子、光子和高速运动的中性粒子打到阴极上产生次电子发射；④ 阴极位降区是维持辉光放电必不可少的区域，具有大约70~400V 的阴极位降（大小与气体种类、阴极材料有关）。
在这一区域产生电子雪崩放电，满足维持自持放电条件，净余空间电荷为正电荷；这与罗果夫斯基的空间电荷分布假设很相近。
⑤ 辉光放电的电流密度大约为2/~cm mA A μ。
在辉光放电中，必不可少的是阴极位降区，而应用主要是正柱区，现就阴极位降区和正柱区进行详细讨论。
§6.3 辉光放电的阴极位降区 一、阴极位降区的实验规律1、辉光放电的阴极位降Uc正常辉光放电开始时，放电电流很小，辉光放电仅发生在阴极表面的一小部分，在阴极表面只有星星点点的阴极亮斑出现；随着放电电流的增大，阴极放电面积与放电电流呈正比增大，阴极表面的放电斑点开始增大，直至充满整个阴极表面；在正常辉光放电条件下，阴极电流密度c j 保持常数n j ，阴极位降c U 也保持常数n U ；当阴极放电充满整个阴极表面后，再增大放电电流（↑c j ），阴极位降c U 才随之增大（反常辉光放电区）。
在正常辉光放电中，阴极位降c U 保持不变，为一常数n U ，U n 值大小与气体的电离电位、阴极材料的γ系数有关。
常用阴极材料及气体的辉光放电的正常阴极位降见表6-1。
表6-1常用阴极材料及气体的辉光放电的正常阴极位降可见正常辉光放电的阴极位降n U 与阴极材料、气体种类相关。
2、阴极位降区厚度n d 与气压P 的关系当放电的其它条件均保持不变，正常辉光放电的阴极位降区厚度n d 随放电气体压强P 成反比变化，且保持n d P ⋅为常数，n d P ⋅大小与阴极材料、气体种类有关。
Al 、Fe 两种阴极材料正常辉光放电的n d P ⋅值见表6-2。
表6-2 Al 、Fe 两种阴极材料正常辉光放电的n d P ⋅值（cm Pa ⋅）3、正常辉光放电的阴极电流密度n j当放电气体气压P 改变时，正常辉光放电的阴极电流密度n j 随气压P 的平方成反比变化，即t cons P j n tan /2=。
实验发现仅Ne 气t cons P j n tan /5.1=。
4、正常辉光放电各区域的发光颜色放电气体不同，各发光区域的颜色不同，常用气体辉光放电各区域颜色见表6-3。
表6-3常用气体辉光放电各区域颜色对上述实验进行必要的数学分析，发现阴极位降c U 是阴极电流密度c j 函数，既有)(c c j f U =，且与气压P 、阴极位降区厚度c d 有关。
下面就阴极位降与阴极电流密度之间的关系进行分析。
（对应V-A 特性曲线） 二、 阴极位降c U 与阴极电流密度c j 关系的理论推导 1、理论上的假设为了建立阴极位降c U 、阴极电流密度c j 及阴极位降区厚度c d 之间的关系，必须确定带电粒子运动速度与电场强度的关系、电离几率与速度之间的关系、空间电荷密度与电场的关系，再加上维持辉光放电的稳定性条件及阴极表面的边界条件（γ过程），从而推导出阴极位降c U 与阴极电流密度c j 的关系。
为此做如下假设（这些假设是以实验结果为依据的）： ① 阴极位降区内带电粒子的产生与消失的假定：假定在阴极位降区内，电子的碰撞电离系数α仅决定于所在位置处的电场强度E （实际上，当电子在多个自由程内E 为常数时，α与E 才是单值函数）有关，关系式为：)/exp(PE BA P-=α（6-3-1） 在此忽略了正离子的碰撞电离作用（0=β，因为正离子动能很小，碰撞电离几率很小），正离子轰击阴极的次电子发射系数γ为常数。