气体导电原理简介
热电离
1 气体电离的基本原理：物质是由分子组成的，分子是保持物质化学性质的一种颗粒。
原子又是由带负电荷的电子、带正电荷的质子以及中性的中子三类亚原子粒子组成的。
核的净电荷是正，在原子核的外面一定有电子，如果原子没有受到干扰，便没有电子从原子核的周围空间移出，则整个原子呈电中性，也就是原子核的正电荷与电子的负电荷相加为零。
如果移去一个或多个电子，剩下来带正电荷的结构就称为正离子，获得一个或多个额外电子的原子称为负离子，失去或得到电子的过程称为电离。
当原子(或分子)从外界吸收的能量足够大时，则电子可以脱离原子(或分子)，于是原子(或分子)就被电离成自由电子和正离子两部分空气在正常状态下几乎是不能导电的绝缘体，气体中不存在自发的离子，因此实际上没有电流通过。
它必须依靠外力才能电离，当气体分子获得能量时就可能使气体分子中的电子脱离而成为自由电子，这些电子成为输送电流的媒介，此时气体就具有导电的能力。
热电离是靠粒子的热运动速度达到一定程度，碰撞气体原子而使之电离。
2工业炉热煤气混合发生炉热煤气是一种以一氧化碳(CO)、氢气(H2)及甲烷(CH4)等可燃气体为主要成分的工业热燃料气。
通过块煤(或焦炭)在空气(富氧空气或纯氧气)和蒸汽混合组成的气化剂的作用下发生一系列复杂的物理化学变化而产生的。
热煤气热值一般在4.6～7.5MJ/Nm3(或1098～1790kcal/ Nm3)之间(上限为富氧鼓风)，若进入燃烧器的助燃空气进行预热，实际燃烧温度最高可达到1500℃以上。
燃气燃烧：燃气气并非始终呈等离子体状态，只是在点火放电期、焰前反应期和焰后高温期才呈现出等离子体状态．而在这3个时期，产生等离子体中带电粒子的外致电离源有所不同：在点火放电期主要是由于加速电子的碰撞电离产生带电粒子；在焰前反应期则是由于燃料燃烧的剧烈化学反应电离及伴随的热电离产生带电粒子；在焰后高温期起主导作用的是热电离产生带电粒子。
燃烧反应过程存在的离子反应，如下：3 火焰导电特性火焰导电检测是利用气体燃烧火焰使燃烧介质离子化这一特性。
空气被击穿的原理
空气被击穿的原理空气被击穿是一种现象，通常是由于电场或者强电场导致的。
空气的特性是一种绝缘体，一般情况下不会导电，但在强电场的作用下，空气电离，电子和正离子颗粒逐渐形成，从而形成一个电离区域，使得空气导电，导致空气被击穿。
空气的导电性空气在正常情况下并不导电，因为空气分子中的电子和离子实是呈现高度平衡的。
然而，当一个强电场加在一段空气上时，空气变得电离。
电离是指当电子获得足够的能量时，它可以跳到高能级。
如果它们在离子型离子中离开，离子化（将分子离子化为正电离子和负电离子）就发生了。
在空气中，这意味着气体分子中的一个电子可以被强电场移动到足以使分子中的其他电子被迫电离的能级。
电离是一个自我扩散的过程，所以即使在强电场的内部，这种传导也有足够的时间来完成整个空气体积的电离。
气体电离的阈值电场通常比较高，但是一旦形成电离区域后，其性质将会发生很大的变化，表现为空气开启了一条通道，使电流流经该通道，导致空气被击穿。
电场强度电场强度是描述电场能力的量度。
它是每个单位电荷所受的力的大小和方向。
当电场强度达到一定程度时，电子和正离子会被强力拉开，这些离子产生的能量可以使原本的气体变得电离。
电场强度越高，空气被电离的阈值电压就越低，这就意味着强电场中需要更低的电压去击穿空气。
当电压足够高，空气将被击穿，并形成电弧。
电弧是一种在电场强度高于击穿电压时，在环境中发生不同化学反应的强电流，由空气离子彼此交互引起。
离子效应离子效应是指空气中的离子（带电分子）与空气中某些特殊分子的反应，对气体中的分子进行电子捕获，并形成电子寿命。
当空气中发生电离时，带电离子和电子会向空气分子传递能量。
几种离子效应的反应通常会导致许多电子运动设备的故障，这也是许多空气的负载设备禁止使用的原因。
离子效应是非常有害的，因为它可以破坏电子设备和电力设备，并且在其他应用中也会产生不良效果。
总的来说，当空气中的电场强度超过一定值时，通过电离作用导致的电离区域会形成电弧，形成电弧的过程称为击穿。
气体导电知识点梳理总结
气体导电知识点梳理总结1. 气体导电的基本原理气体导电的基本原理是在气体中加入能够提供自由电子的能量，从而使气体中的分子或原子产生电离，形成等离子体。
等离子体是一种由正负电荷组成的气体态物质，具有良好的导电性和导热性。
当气体中的等离子体密度达到一定程度时，就会形成放电现象，导致气体导电。
2. 气体导电的条件气体导电需要有一定的条件才能发生，包括电场强度、气体密度、温度等因素。
在较低的电场强度下，气体可以通过辐射电离或热电离的方式产生自由电子，从而形成等离子体。
而在较高的电场强度下，气体会发生电子冲击电离，导致气体放电。
此外，气体的密度和温度也会对气体导电产生影响，密度越大气体越容易导电，而温度增加则有助于电子的运动，提高气体导电的能力。
3. 气体导电的类型气体导电可以分为直流放电和交流放电两种类型。
直流放电是指在气体中施加直流电场时，产生的气体导电现象。
而交流放电则是指在气体中施加交流电场时，产生的气体导电现象。
根据气体导电的性质和条件，放电还可以细分为辉光放电、辐电放电、正直线放电、击穿放电等不同类型。
4. 气体放电的特点气体放电具有特殊的特点，包括电压-电流特性曲线呈现出一定的特殊形状，如S型、N型等；气体放电会伴随一定的放电功率和能量释放；放电过程中会伴随着等离子体的形成和湮灭；气体放电还会导致气体中发出可见光和紫外光等特征。
5. 气体导电的应用气体导电在现代科技领域有着广泛的应用，主要包括电子器件、光源器件和激光器件等方面。
气体导电在电子器件中可以用于气体放电开关、激光器件和等离子体反应器等器件的制备；在光源器件中，也可以用于气体放电激发光源；在激光器件中，可以利用气体导电产生激光，如气体激光器。
6. 气体导电的研究进展近年来，随着科学技术的快速发展，气体导电的研究也取得了许多进展。
研究者们通过对气体导电的物理机理、电子运动特性和等离子体行为等方面进行深入研究，不断拓展了气体导电的应用领域和实验技术，为气体导电研究的发展提供了坚实的理论基础和实验支撑。
3极气体放电管原理
三极气体放电管原理及其应用一、引言三极气体放电管是一种重要的电子器件，广泛应用于各种电子设备中。
它具有独特的结构和工作原理，能够有效地保护电路免受过电压和过电流的损害。
本文将详细介绍三极气体放电管的原理、结构、特点以及应用，帮助读者更好地理解和应用这一重要的电子器件。
二、三极气体放电管的结构和工作原理1. 结构三极气体放电管由三个电极组成：阳极、阴极和控制极。
其中，阳极和阴极之间充满了气体介质，而控制极则位于阳极和阴极之间，通过控制极的电流可以控制气体放电的过程。
2. 工作原理当控制极上施加一定的电压时，气体介质中的气体分子会被电离，产生带电粒子。
这些带电粒子在电场的作用下加速运动，撞击气体分子并使其电离，从而产生更多的带电粒子。
这个过程会在极短的时间内迅速扩展，形成一个导电通道，将阳极和阴极连接起来。
当电流通过这个导电通道时，会产生一定的电压降，从而实现对电路的保护。
三、三极气体放电管的特点1. 响应速度快：三极气体放电管的响应速度非常快，能够在微秒级别内对电路进行保护。
2. 通流容量大：三极气体放电管能够承受较大的电流和电压，具有较大的通流容量。
3. 可靠性高：三极气体放电管采用气体放电原理，没有机械运动部件，因此具有较高的可靠性。
4. 体积小、重量轻：三极气体放电管的结构紧凑，体积小、重量轻，方便集成在各种电子设备中。
四、三极气体放电管的应用1. 过电压保护：三极气体放电管可以用于保护电路免受雷电、静电等过电压的损害。
当电路中的电压超过一定值时，三极气体放电管会迅速导通，将过电压引入地下或其他安全的地方，从而保护电路免受损害。
2. 过电流保护：三极气体放电管还可以用于保护电路免受短路、过载等过电流的损害。
当电路中的电流超过一定值时，三极气体放电管会迅速导通，将过电流引入地下或其他安全的地方，从而保护电路免受损害。
3. 通信设备：在通信设备中，三极气体放电管可以用于保护天线、放大器、滤波器等关键部件免受过电压和过电流的损害。
空气的导电系数
空气的导电系数1. 导电性简介导电性是指物质对电流的传导能力。
在固体、液体和气体中，导电性的表现形式各不相同。
本文将重点讨论空气作为一种气体的导电性。
2. 空气的组成空气主要由氧气（O2）、氮气（N2）和少量其他气体组成。
其中，氧气占空气总量的约20.9%，而氮气则占据了约78%。
其他常见成分包括二氧化碳（CO2）、水蒸汽（H2O）等。
3. 空气的物理特性空气是一种无色、无味、无臭的混合物质。
它具有压缩性、可扩散性和可溶解性等特点。
此外，空气还具有一定的热传导能力和绝缘性。
4. 空气中的离子在自然环境中，空气中存在着大量带正电荷或负电荷的离子。
这些离子主要来源于太阳辐射、地壳活动以及人类活动等因素。
4.1 太阳辐射产生的离子太阳辐射中的高能粒子和紫外线能够通过电离作用将空气中的分子或原子转化为带电离子。
这些离子在空气中迅速扩散和复合，形成了动态的平衡状态。
4.2 地壳活动产生的离子地壳活动如火山喷发、地震等也会释放出大量的气体和粉尘。
这些物质在空气中与其他分子相互作用，产生带电离子。
4.3 人类活动产生的离子人类活动也是空气中离子的重要来源之一。
例如，工业废气、汽车尾气以及室内污染物等都会释放出大量有害物质和离子。
5. 空气导电性与温度、湿度关系空气的导电性与温度和湿度密切相关。
一般来说，温度越高，空气中的分子运动越剧烈，导致更多分子被电离，从而提高了导电性。
另外，湿度也对空气导电性有影响。
湿度越高，空气中水蒸汽含量增加，有利于离子的形成和传导，从而提高了导电性。
6. 空气的导电系数空气的导电系数是衡量空气导电能力的重要指标。
它表示单位长度内空气中自由电荷的传输能力。
根据实验测定，室温下空气的导电系数约为3×10^(-15) S/m，相对较低。
但在特定条件下，如高温、高湿度等环境中，空气的导电系数可显著增加。
7. 应用领域空气的导电性在许多领域都有重要应用。
7.1 静电防护静电是指由于物体之间摩擦或分离产生的静止电荷。
1906年诺贝尔物理学奖——气体导电
1906年诺贝尔物理学奖——气体导电1906年诺贝尔物理学奖授予英国剑桥大学的J.J.汤姆孙爵士（SirJoseph John Thomson，1856—1940），以表彰他对气体导电的理论和实验所作的贡献。
J.J.汤姆孙对气体导电的理论和实验研究最重要的结果就是发现了电子，这是继X射线和放射性之后又一重大发现。
人们把这三件事称为世纪之交的三大发现。
比起前两件来，电子的发现具有更伟大的意义，因为这一事件使人们认识到自然界还有比原子更小的实物。
原子不可分的传统观念终于被打破了。
如果说X射线和放射性的发现具有某种偶然性，那么，电子的发现却充分显示了科学发展的必由之路，它是许多人经过大量实验和理论研究，进行了长期的科学争论之后的产物。
在这场争论中，J.J.汤姆孙取得了决定性的成果。
19世纪是电磁学大发展的时期，到七、八十年代电气工业开始有了发展，发电机、变压器和高压输电线路逐步在生产中得到应用，空气漏电成了亟待解决的问题。
同时，电气照明也引起了许多科学家的注意。
于是，人们竞相研究低压气体发电现象。
1858年德国人普鲁克尔在研究气体放电时，注意到在放电管正对阴极的管壁上发出绿色的荧光，证明是某种射线从阴极发出打到管壁所致。
这一射线后来就叫做阴极射线。
他和另一位德国物理学家哥尔茨坦都认为这种射线是一种以太波，因为这种射线按直线行进，对物质有化学作用，性质上类似于紫外光。
英国物理学家也对阴极射线做了大量研究。
1871年瓦尔利发现阴极射线在磁场中会发生偏转，与带电粒子的行为很相近。
克鲁克斯在实验中证实阴极射线不但按直线前进、能聚焦、在磁场中会偏转，而且还可以传递能量和动量。
克鲁克斯认为阴极射线是由真空管中残余气体的分子组成，由于乱运动有些气体分子撞击到阴极，于是从阴极获得了负电荷，在电场的驱使下形成了带电的分子流。
舒斯特也认为阴极射线是带电粒子流。
他在1890年根据阴极射线的磁偏转算出带电粒子的电荷与质量之比（简称荷质比）e/m，数值大约是5×106C/kg～1×1010C/kg，而电解所得氢离子的荷质比约为108C/kg。
气体放电管的原理以及应用
气体放电管的原理以及应用1. 原理气体放电管是一种能够使气体导电的装置，利用电场或电流刺激气体分子产生激发态或离子态，从而实现电流的导通。
它由两个电极构成，其间充填了一定的气体。
1.1 激发态和离子态的产生在气体放电管中，电场或电流的刺激能够将气体分子从基态激发到激发态或离子态。
当气体分子从激发态或离子态返回基态时，会释放出能量，导致气体发光。
不同气体放电管中的气体种类和气压都会影响激发态和离子态的产生。
1.2 阳极和阴极气体放电管的两个电极分别为阳极和阴极。
阳极是带有正电荷的电极，阴极则是带有负电荷的电极。
当电压施加到气体放电管上时，阳极和阴极之间会产生电场，从而引发气体分子的激发态和离子态的产生。
1.3 寿命和稳定性气体放电管的寿命和稳定性是衡量其质量的重要指标。
寿命取决于放电管内的气体种类、气压以及电流密度等因素。
稳定性则受到气体成分和温度的影响。
2. 应用气体放电管由于其独特的放电性质和光发射特点，在许多领域都有广泛的应用。
2.1 照明气体放电管广泛用于照明领域，特别是荧光灯和氙气灯。
荧光灯中使用的气体放电管通过电流的刺激，使荧光粉激发产生可见光。
氙气灯则利用氙气在放电过程中产生的可见光来提供高亮度的照明。
2.2 显示技术气体放电管被广泛应用于各种显示技术中，如彩色电视、计算机显示器和电子看板等。
在彩色电视和计算机显示器中，气体放电管作为发光二极管（LED）的一种形式，能够发射出红、绿、蓝三原色的光，用于显示各种颜色的图像。
2.3 激光器气体放电管也可以用作激光器的放电管。
通过将特定的气体充填到放电管中，并在管内产生电流放电，可以激发气体分子产生激光。
气体放电管激光器广泛应用于科研、医疗、通信等领域。
2.4 气体检测气体放电管的放电特性对气体检测具有重要的应用价值。
应用于气体检测的放电管可以通过气体分子的放电特性来检测特定的气体成分和浓度，例如空气中的臭氧浓度、燃气中的甲烷浓度等。
2.5 光谱分析气体放电管还可以用于光谱分析领域。
气体导电原理
气体导电原理
气体导电是指在一定条件下，气体中的分子或原子能够带有电荷并参与电流传输的现象。
气体导电原理可以分为两种情况：气体放电和气体离子化。
气体放电是在高压下，气体中的原子或分子受到足够的能量激发，使得其电子从原子或分子的最内层跃迁到高能级轨道，形成激发态。
当激发态的电子回到低能级轨道时，会释放出多余的能量，这种能量以光或热的形式释放。
如果激发态的电子能够传递给其他原子或分子，使其也进入激发态，就会引起电子的级联跃迁，形成电子雪崩效应。
电子雪崩效应会导致气体中的电子数量急剧增加，形成等离子体，从而产生电流。
气体离子化是在特定条件下，气体中的分子或原子吸收足够的能量，使得其内部电子从束缚态跃迁到连续态，即离开原子或分子，成为自由电子或离子。
这些自由电子或离子能够带有电荷并参与电流传输。
总的来说，气体导电的基本原理是通过提供足够的能量，使得气体中的分子或原子激发或离子化，从而形成带电粒子，进而产生电流。
气体导电实验
气体导电实验气体导电实验是一种常见的物理实验，用于研究气体在电场作用下的导电性质。
这个实验可用来验证芳纶材料气体导电的存在，并可以进一步研究气体在不同条件下的导电特性，并通过搜集数据和观察结果来推断相关物理规律。
首先，我们需要准备以下实验仪器和材料：一个密闭的玻璃容器、两个金属电极、一台电源、一个电压表和一个电流表。
在实验过程中，应注意安全问题，确保正常使用各种仪器和设备。
在准备阶段，我们需要设置一个恒定的电场。
首先，将两个金属电极分别连接到电源的正负极。
然后将电极插入玻璃容器中，确保它们之间有适当的距离。
接下来，将电场的电压调整到所需的数值。
为了确保精确性，实验过程中电压应保持恒定。
在实验过程中，我们需要观察气体导电的现象。
首先，将待测试的气体加入到玻璃容器中，并保持恒定的温度和压力。
然后，打开电源，给电极施加电场。
我们可以使用电流表和电压表测量通过电极的电流和电压。
通过观察电流的值和变化趋势，我们可以推断气体的导电性质。
实验过程中，我们需要记下所测量的数据，并观察实验结果。
通过电流和电压的关系，我们可以确定气体导电的特性和规律。
例如，如果电流随电压增加而增加，我们可以认为气体有较好的导电性。
如果电流一直很小，则可以得出气体导电性较差或接近绝缘的结论。
在实验应用方面，气体导电实验在许多领域都有重要的应用。
例如，我们可以使用该实验检测空气中的杂质或污染物。
如果气体导电性发生变化，可能表明空气中存在有害物质。
此外，该实验还可用于研究各种气体的导电性质，可用于开发新型电子元件、气体传感器等领域。
从物理学的角度来看，气体导电实验可以帮助我们理解电场对气体分子的影响。
根据天然气放电或高压电场下的电晕放电等现象，我们可以推断出电场对气体分子的电离和激发过程。
通过实验数据的分析，可以得到气体导电的理论模型，进而进一步研究和应用相关的物理规律。
总而言之，气体导电实验是一种重要的物理实验，可用于研究气体在电场作用下的导电性质。
气体继电器工作原理
气体继电器工作原理
气体继电器是一种电气装置，它利用气体的导电性和绝缘性来控制电路的开关。
其工作原理如下：
1. 气体选择：气体继电器中使用的气体通常是干燥而纯净的空气或氮气。
2. 真空状态：在气体继电器不工作的状态下，气体室内通常是一个完全的真空状态。
这是由于继电器内部的气体被抽取出来，使气室内没有气体分子存在。
3. 气室与电路连接：继电器的气室与控制电路相连。
在气室中有两个接点，分别是通电侧和断电侧。
4. 控制信号：当控制电路发出信号时，气室内的气体通常会通过一个气源引入。
这使得气室内充满了气体分子。
5. 气体导电性：当气体充满气室时，气体分子之间会发生碰撞。
这些碰撞会导致气体分子带电。
当气体分子带电时，它们将会成为电流的导体。
6. 电路开闭：当气室内的气体分子电导率达到一定值时，电路通电侧和断电侧的接点会接触。
这将使得电路被打开或关闭，从而实现对电路的控制。
7. 控制信号结束：当控制信号停止时，继电器内的气源会停止供气。
气室内的气体将逐渐被抽取出来，将会恢复到真空状态。
电路将会断开并恢复到初始状态。
总结：气体继电器的工作原理是通过引入气体分子并使其带电，从而改变气室内的电导率。
根据电导率的变化，继电器可以控制电路的开和关，实现对电气装置的控制。
4-8液体导电和气体导电
4-8 液体导电和气体导电
第四章
恒定电流和电
二 气体导电 气体在常温常压下是绝缘体。 气体在常温常压下是绝缘体。如果由于某种外 加因素使气体的电中性分子或原子分离成正负离 子和电子（发生电离） 气体就变成导体。 子和电子（发生电离），气体就变成导体。 催离剂：促使气体电离的外加因素叫催离剂。 催离剂：促使气体电离的外加因素叫催离剂。 催离剂 （宇宙射线、放射性元素的射线、高温、强电场 ） 宇宙射线、放射性元素的射线、高温、 气体导电：在电离的气体中加入电场， 气体导电：在电离的气体中加入电场，正离子和 电子在热运动的基础上产生定向运动形成电流。 电子在热运动的基础上产生定向运动形成电流。 当电场很大，电子动能增大，当它们与中性原子碰撞 当电场很大，电子动能增大， 可将原子外层电子拉出，这种现象叫碰撞电离 碰撞电离， 时，可将原子外层电子拉出，这种现象叫碰撞电离， 结果增加了气体中的正离子和电子， 结果增加了气体中的正离子和电子，新的电子又去撞 击中性原子，使气体中正离子和电子数不断增加。 击中性原子，使气体中正离子和电子数不断增加。
第四章 恒定电流和电 4-8 液体导电和气体导电 下面求电流密度与迁移速度的关系： 下面求电流密度与迁移速度的关系： 设单位体积内有n对正负离子， 设单位体积内有 对正负离子，每个离子所带电量 对正负离子 大小为q。 大小为 。则单位时间内在液体内垂直迁移速度方向 的单位面积上通过的正电荷电量为nqu+；通过负电荷 的单位面积上通过的正电荷电量为 电量为nqu-。而负电荷的运动可等效为等量正电荷沿 电量为 反方向的运动， 反方向的运动，所以该点的电流密度大小为
4-8 液体导电和气体导电
第四章
恒定电流和电
两极间电压因为导电（电子发射，阴极电子减少） 两极间电压因为导电（电子发射，阴极电子减少） 而大大下降，产生负伏安特性现象。 而大大下降，产生负伏安特性现象。 产生弧光放电的方法：两极接触随即断开， 产生弧光放电的方法：两极接触随即断开，使阴 极表面温度升高（短路产生的焦耳热）， ），从而产 极表面温度升高（短路产生的焦耳热），从而产 生热电子发射。 生热电子发射。电焊及切断大电流电路时产生的 电弧、日光灯工作都属于弧光放电。 电弧、日光灯工作都属于弧光放电。 日常生活中还有火花放电和电晕放电， 日常生活中还有火花放电和电晕放电，都是由 于极间气体在强电场作用下，气体电离、击穿， 于极间气体在强电场作用下，气体电离、击穿， 使气体导电和发光。火花放电同时伴有响声， 使气体导电和发光。火花放电同时伴有响声，自 然界中的闪电、实验室中两极间（高压） 然界中的闪电、实验室中两极间（高压）放电现 象都属于火花放电。 象都属于火花放电。 思考:一个物体能否无限制带电 试解释之 思考 一个物体能否无限制带电?试解释之 一个物体能否无限制带电 试解释之.
气体导电的原理是什么变化
气体导电的原理是什么变化气体导电的原理是指在一定条件下，气体中的自由电子通过碰撞与气体分子发生相互作用，从而导电。
下面将详细阐述气体导电的原理和变化过程。
首先要了解的是气体的电离现象。
气体中的自由电子是由于气体分子在热运动过程中发生电离而产生的。
当气体分子具有足够的能量时，它们可以与其他分子碰撞，使得部分电子从分子中脱离。
这些脱离的电子就成为自由电子，它们具有负电荷且可以自由移动。
在一般情况下，气体中的自由电子数量很少，仅有极小部分的分子电离产生了自由电子。
此时气体是不导电的。
但是，当气体中引入外部能量，如高电压、高温或强光等时，就会使得气体中的自由电子的数量迅速增加，从而出现气体导电的现象。
气体导电的原理可以归结为两个主要变化过程，即电离和复合。
电离是指在气体中加入足够的能量后，部分气体分子发生电离，产生自由电子和正离子。
这些电子和离子在电场的作用下分别向阴极和阳极移动，形成了电流。
电离的过程可以通过碰撞电离或光电离来实现。
碰撞电离发生于高能电子与气体分子之间的碰撞。
当一束高能电子穿过气体时，与气体分子发生碰撞时会将部分电子从分子中脱离，使其变为自由电子。
光电离是指气体分子吸收光子能量后发生电离。
当气体分子吸收足够能量的光子时，分子内的一个或多个电子被提升到具有足够能量的能级，从而从分子中脱离并形成自由电子。
与电离过程相对应的是复合过程。
复合是指自由电子与正离子发生碰撞后重新结合为中性分子，从而结束电离过程。
复合可以通过三种方式进行：冷复合、亚稳复合和热复合。
- 冷复合是指低温下自由电子与正离子在碰撞后重新结合为中性分子。
这种过程发生在较低能量下，复合速率相对较慢。
- 亚稳复合是指自由电子与正离子在碰撞后形成亚稳态分子，然后在亚稳态分子寿命结束后再发生复合。
亚稳复合发生在高能量下，它可使亚稳态分子在局限的时间内存在，并实现了复合的延迟。
- 热复合是指自由电子与正离子在碰撞后快速复合为中性分子。
气体导电时定向移动的电荷
气体导电时定向移动的电荷在咱们日常生活中，气体的世界可不是那么简单。
说到气体导电，哎哟，真是个让人耳目一新的话题。
你可曾想过，空气、氮气或者二氧化碳，它们除了呼吸用，居然也能“通电”？这可不是电影里的科幻情节，而是科学中的真实故事！想象一下，平常我们用的电灯、手机、还有那些闪闪发光的霓虹灯，背后可都有气体在悄悄发挥作用呢。
说到电，大家都知道，它就像一条小河，水流动的地方就是电流走的路。
可是，气体里的电荷又是怎么工作的呢？这就得从气体的分子说起。
想象一下这些小家伙们，像是聚会上的人，原本静静地待着，一旦你给他们一点刺激，比如说高压或者高温，它们就开始躁动起来，活跃得不行。
电压一来，分子们就像得了神经病一样，开始四处乱撞，甚至把原本不带电的中性分子也弄得带上了电。
哇，这可真是热闹啊！更有趣的是，这些电荷可不是随便走的，它们有个明确的方向！就好比你在一场派对上，大家都是兴奋的小精灵，偏偏有一群人开始朝着出口奔去，目标明确。
电场的作用让它们有了“家”的感觉，谁都不愿意偏离轨道。
气体导电的过程中，这种定向移动可真是关键。
就像河流分出了支流，电荷在气体中跑来跑去，顺着它们的路，生生不息。
在生活中，我们常常可以见到气体导电的身影。
比如说，在某些荧光灯里，那些闪烁的光就是气体发电的结果。
里面的气体碰撞，碰撞再碰撞，发出五彩斑斓的光。
简直就像是在演一场光与影的舞蹈，令人目不暇接。
而这些气体，都是在电流的引导下，努力向前、努力发光。
就像是那些为梦想拼搏的小青年，虽然不易，但依然在发光发热。
再说说放电现象，常常在雷雨天能见到，天空中的闪电就是气体导电的极致表现。
那一瞬间的亮光，谁看了不心潮澎湃？那是大自然的电荷们，经过层层的障碍，终于找到了出口，释放出无比强大的能量。
哇，太神奇了！想象一下，气体们在天空中穿梭，传递着电流的激动，那种气氛，简直让人忍不住想大喊一声：“太酷了！”气体导电不仅仅是科学的产物，也可以成为艺术的表现。
自持放电过程
辉光放电de应用 glow discharge
辉光放电的主要应用是利用其发光效应 （如霓虹灯、日光灯）
以及正常辉光放电的稳压效应（如氖稳 压管）。
辉光球
操作：用手指轻触玻璃球的表面，球内 产生彩色的辉光。
原理：玻璃球内充有某种单一气体或混 合气体，球内电极接高频高压电源，手 指轻轻触摸玻璃球表面，人体即为另一 电极，气体在极间电场中电离、复合， 而发生辉光。玻璃球内所充的气体不同， 球内压强不同（即不同的真空度），所 产生的辉光的颜色也不同。而“辉光球” 是低压气体（或叫稀疏气体）在高频强
荧光灯
原理：灯丝导电加热，阴极发射出电子， 与（灯管内充装的）惰性气体碰撞而电 离，汞液化为汞蒸气，在电子撞击和两 端电场作用下，汞离子大量电离，正负 离子运动形成气体放电，即弧光放电， 同时释放出能量并产生紫外线，玻璃管 内壁上的荧光粉吸收紫外线的能量后， 被激发而放出可见光。故荧光灯全称为： 低压汞（水银）蒸气荧光放电灯（属于 气体放电灯的一种）
气体自持放电的特征与气体的种类、压强、电极的材料、形状、温度、间距等诸多因 素有关，而且往往有发声、发光等现象伴随发生。自持放电因条件不同，而采取不同 的形式。见辉光放电，弧光放电，火花放电，电晕放电。
辉光放电 glow discharge
低压气体中显示辉光的气体放电现象。在置有板状电极的玻璃管内充入低压 （约几毫米汞柱）气体或蒸气，当两极间电压较高（约1000伏）时，稀薄气 体中的残余正离子在电场中加速，有足够的动能轰击阴极，产生二次电子， 经簇射过程产生更多的带电粒子，使气体导电。辉光放电的特征是电流强度 较小（约几毫安），温度不高，故电管内有特殊的亮区和暗区，呈现瑰丽的 发光现象。 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。 在阴极附近，二次电子发射产生的电子在较短距离内尚未得到足够的能使气 体分子电离或激发的动能，所以紧接阴极的区域不发光。而在阴极辉区，电 子已获得足够的能量碰撞气体分子，使之电离或激发发光。其余暗区和辉区 的形成也主要取决于电子到达该区的动能以及气体的压强（电子与气体分子 的非弹性碰撞会失去动能）。
气体导电原理
气体导电原理
气体导电原理，是指当气体中存在足够的自由电子时，气体能够导电的现象。
通常情况下，气体是不导电的，因为气体中的分子和原子都是稳定的，没有自由电子可以参与导电过程。
但是，在特定条件下，气体中的分子或原子会发生电离，产生自由电子，并且这些自由电子能够在气体中自由移动。
气体导电通常分为两种情况：电晕放电和电弧放电。
电晕放电指的是在两个电极之间加高电压时，当电场强度足够大时，气体中的分子或原子会发生电离，产生电子和离子。
电子会受到电场力的作用，集中在电极附近的正离子区域形成一个电子云，这个电子云就是电晕放电的主要特征。
这种放电方式通常用于气体放电显示器（如氖灯）和静电空气净化器等。
电弧放电则是在电极之间施加高电压时，由于电场强度太大，气体的电阻会急剧下降，形成一条电弧。
电弧放电的特点是温度高、能量大，常常伴随着明亮的火花和噪声。
电弧放电通常用于电弧焊、电弧切割、气体放电管（如氢气管）等。
气体导电的机制主要有两种：冷阴极放电和热阴极放电。
冷阴极放电是指气体中的自由电子在电场力的作用下加速足够快，从而具有足够的能量击穿气体分子或原子，发生电离现象。
而热阴极放电则是通过加热气体的方式，使气体中的分子或原子因高温而电离产生自由电子。
总的来说，气体导电是一种特殊的电导现象，它能够利用气体
中的自由电子实现电流的传导。
气体导电的原理和机制对于了解和应用气体放电现象具有重要意义。
气体作为导体的导电机理
气体作为导体的导电机理除了金属、电解质能够导电外，在一定的条件下气体也能够导电。
在通常的情形下，气体的分子是中性的，仅有极少量的离子，因此气体是良好的绝缘体。
然而，气体中如有足够多的电子和离子存在，那么在气体中也能产生电流，即气体导电。
气体分子转变为离子的过程称为气体的电离，电离后的气体就成为导体。
气体具有导电性时，电流通过气体的现象称为气体放电。
按电离发生的缘故，气体放电可分为被激放电和自激放电两种。
用火焰将气体加热，或用紫外线等照耀气体，都能使气体发生电离。
火焰、紫外线等称为电离剂。
气体在电离剂的作用下，气体中一部分原子或分子在吸取了电离剂所辐射的足够大的能量后，电子就能离开气体原子或分子，产生电子和正离子。
正离子和电子在电场中按相反方向运动。
在弱电场中，电子能量并可不能太大，当电子与中性分子或原子相碰撞时，易被俘获而形成负离子。
这时气体导电机构要紧是正、负离子，而不是自由电子。
所谓自激放电，是当两电极之间的电势差增加到某一量值UO时，气体中的电流将急剧增加，这时即使移去电离剂，放电现象仍能坚持，这时的放电现象称为自激放电。
当电压达到UC时，正离子在强电场中已能获得足够的能量。
当正离子到达阴极时，与阳极碰撞，可使阴极发射电子，这种新的电子在强电场中加速，能量增加专门快。
当加速中的电子与中性原子或分子相碰撞时，不易被俘获，反而能使原子或分子电离（碰撞电离），并放出电子。
这些电子经加速后，又与原子或分子碰撞，引起电离。
因此当电子群向阳极运动时，一路上电子的数目急剧增加，形成急剧增大的电流。
在自激放电过程中，因为负离子不易形成，正离子的速度远较电子为小，因此自激放电的要紧机构是靠电子。
演示气体导电性实验报告
一、实验目的1. 了解气体导电性的基本原理和现象；2. 掌握气体导电性实验的步骤和方法；3. 通过实验观察气体导电性，加深对气体导电性理论知识的理解。
二、实验原理气体导电性是指气体在受到外界电场作用时，其中的自由电子或离子在电场力作用下发生定向运动，从而形成电流的现象。
气体导电性实验主要利用辉光放电和汤森放电原理。
三、实验器材1. 气体放电管；2. 电源；3. 高压直流电源；4. 开关；5. 电压表；6. 电流表；7. 真空泵；8. 实验台；9. 气体（如氦气、氖气等）。
四、实验步骤1. 准备工作：将气体放电管连接到高压直流电源，并确保连接良好。
将电压表和电流表分别连接到放电管的两个电极上。
2. 真空处理：使用真空泵将放电管内的空气抽出，直至达到一定真空度。
3. 加载气体：将准备好的气体充入放电管内，确保气体压力适中。
4. 开启电源：打开高压直流电源，观察放电管内气体导电现象。
5. 观察并记录：观察放电管内气体导电现象，包括辉光放电和汤森放电。
记录放电电压、电流等数据。
6. 分析与讨论：根据实验数据，分析气体导电性变化规律，并与理论知识进行对比。
五、实验结果与分析1. 实验现象在实验过程中，当放电管内气体达到一定真空度并充入气体后，打开高压直流电源，观察到放电管内出现明显的辉光放电现象。
随着电压的升高，辉光放电逐渐增强，电流也随之增大。
当电压达到一定值时，放电管内出现汤森放电现象，电流迅速增加。
2. 实验数据分析根据实验数据，可以得出以下结论：（1）气体导电性受气体种类、压力、真空度等因素的影响。
不同气体的导电性差异较大，真空度越高，导电性越强。
（2）放电电压与电流之间存在非线性关系。
随着电压的升高，电流逐渐增大，但增大幅度逐渐减小。
（3）汤森放电是气体导电性的一种重要现象，其发生条件与放电电压、气体种类等因素有关。
六、实验总结本次实验通过演示气体导电性，加深了对气体导电性理论知识的理解。
实验结果表明，气体导电性受多种因素影响，且放电现象具有明显的非线性关系。
关于《气体的导电性》的演示实验
作者： 张益炳
作者机构： 安徽马鞍山市一中
出版物刊名： 物理教师
主题词： 感应起电机;火焰电离;铜导线;金属球;微安表;气压管;紫外线光;辉光放电;工作电路;
自激
摘要：<正> 高中物理(甲种本)第二册中《气体的导电性》一节演示实验难度较大,难以获得理想的效果,我们经过反复实验,对课本上的演示实验作了必要的改进,取得了较明显的效果。
现介绍如下: 演示实验一:火焰电离空气导电取两只指针验电器,将验电器顶端的金属球卸下,安上直角铜导线,使两铜导线尖端相对,间隔5厘米左右,把两验电器的直角铜导线分别接在感应起电机的放电球上。
摇动感应起电机的摇把,使验电器带电,指针立即偏转。
停止摇动,两验电器的指针稳定在一定的角度上,如图1所示。
气体导电的两个条件
气体导电的两个条件一、电离气体导电的第一个条件是电离。
电离是指当气体中的原子或分子失去或获得一个或多个电子，从而形成带电离子的过程。
在电离的过程中，气体中的原子或分子会吸收外部能量，如光、热或电场等，使得电子从原子或分子中脱离，形成自由电子和正离子。
气体导电的电离过程可以通过不同的方式实现。
其中，最常见的方式是通过电场电离。
当一个电场作用于气体中时，电场会加速气体中的自由电子，使其获得足够的能量以克服电离势，从而脱离原子或分子。
这样，气体中就会形成自由电子和正离子，从而实现电流的传导。
除了电场电离外，还有其他方式可以实现气体的电离。
例如，光电离是指通过光的作用使气体中的原子或分子发生电离。
在光电离中，光子的能量被吸收后，原子或分子中的电子获得足够的能量，从而脱离原子或分子，形成自由电子和正离子。
二、载流子气体导电的第二个条件是载流子的存在。
载流子是指在气体中能够携带电荷并参与电流传导的粒子。
在气体导电中，主要有两种载流子：自由电子和正离子。
自由电子是指在气体中脱离原子或分子的电子，它们具有负电荷并能够自由移动。
自由电子是气体导电的主要载流子之一，它们在电场的作用下会向正电荷移动，从而形成电流。
正离子是指在气体中脱离电子的原子或分子，它们具有正电荷并能够自由移动。
正离子是另一种重要的载流子，它们在电场的作用下会向负电荷移动，参与电流的传导。
在气体导电过程中，自由电子和正离子会不断地与气体中的其他原子或分子发生碰撞。
这些碰撞会使得自由电子和正离子的运动方向发生变化，并导致它们的速度减小。
这些碰撞也是气体导电中能量损失的主要原因之一。
总结起来，气体导电的两个条件是电离和载流子的存在。
电离是指在气体中原子或分子失去或获得电子的过程，而载流子则是指能够携带电荷并参与电流传导的粒子，主要包括自由电子和正离子。
通过电离和载流子的存在，气体中就能够实现电流的传导，从而实现气体导电的现象。
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气体导电原理简介(Gaseous discharge)
一：气体导电的现象。
又称气体导电。
气体通常由中性分子或原子组成，是良好的绝缘体，并不导电。
气体的导电性取决于其中电子、离子的产生及其在电场中的运动。
加热、照射(紫外线、X射线、放射性射线）等都能使气体电离，这些因素统称电离剂。
在气体电离的同时，还有正负离子相遇复合为中性分子以及正负离子被外电场驱赶到达电极与电极上异号电荷中和的过程。
这3个过程中，电离、复合二者与外电场无关，后者则与外电场有关。
随着外电场的增强，离子定向速度加大，复合逐渐减少以致不起作用，因电离产生的全部离子都被驱赶到电极上，于是电流达到饱和。
饱和电流的大小取决于电离剂的强度。
一旦撤除电离剂，气体中离子很快消失，电流中止。
这种完全靠电离剂维持的气体导电称为被激导电或非自持导电。
当电压增加到某一数值后，气体中电流急剧增加，即使撤去电离剂，导电仍能维持。
这种情形称为气体自持导电或自激放电。
气体由被激导电过渡到自持导电的过程，通常称为气体被击穿或点燃，相应的电压叫做击穿电压。
撤去电离剂后，仍有许多带电粒子参与导电。
首先，正负离子特别是电子在电场中已获得相当动能，它们与中性分子碰撞使之电离，这种过程连锁式地发展下去，形成簇射，产生大量带电粒子。
其次，获得较大动能的正离子轰击阴极产生二次电子发射。
此外，当气体中电流密度很大时，阴极会因温度升高产生热电子发射。
气体自持放电的特征与气体的种类、压强、电极的材料、形状、温度、间距等诸多因素有关，而且往往有发声、发光等现象伴随发生。
自持放电因条件不同，而采取不同的形式。
见辉光放电，弧光放电，火花放电，电晕放电
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二：根据试验的结果，100~310 mm短空气间隙在不同气压、海拔高度以及温度和相对湿度下的放电电压试验结果如图2所示。
为分析海拔4 000 m以上的间隙的放电特性，表1列出了海拔4 000 m以上，即气压在40.0 ~61.2 kPa之间的试验数据，不同间隙在不同海拔高度或气压下50 %放电电压的试验数据的标准偏差均在0～ 3 %之间，共计20个有效试验数据中只有1个的标准偏差超过2 %，因此，可以认为数据的标准偏差在容许范围以内。
图2是气压从实验室位置的海拔高度232 m处98.6 kPa降低到40.0 kPa 的试验结果。
由图2可以看出：随着海拔升高、气压降低，在试验的各种间隙下，其交流放电电压随着气压的降低而降低，这种降低的趋势在不同的气压范围内存在明显差异，即① 气压在98.6～71.4 kPa范围内变化，即从实验室位置的海拔高度232 m升高到2850 m时，随着气压降低，间隙的交流放电电压将明显下降，这一阶段间隙的交流放电电压随气压下降而下降的趋势最明显；② 气压在
71.4～61.2 kPa，即海拔高度从2850 m升高到4000 m时，随着气压下降、海拔升高，间隙交流放电电压虽有下降的趋势，但较为平缓；③ 当气压降低到61.2 kPa以下，即海拔升高到
4000m以上时，随着气压下降，海拔的增高，间隙的交流放电电压下降的趋势又较为显著，虽没有海拔2850m以下的下降趋势严重，但比2850~4000m之间的变化明显得多。
由上分析可以看出：气压或海拔高度对空气间隙交流放电电压的影响因海拔高程的范围而变，因此，其交流放电电压的修正也应针对不同的海拔高程
由图2还可以看出：不同间隙随气压降低而降低的总趋势并不完全一致，d=310 mm和d=260 mm时的曲线下降趋势最为明显，d=190 mm和d=100 mm时的曲线的下降趋势较为缓和，这可能有以下原因：① 不同间隙在进行交流放电试验时的温度和湿度有一定的差异，虽然在试验过程中没有外界热量和水汽源，但放电过程的电弧热量加热可使人工气候室内发生微小变化，不同间隙放电产生的热量有差异，因此，电弧加热也有所不同，温度的变化影响间隙的交流放电电压；
② 不同间隙放电过程中湿度也不同，湿度对空气相对密度的贡献并不明显，但
湿度明显影响空气间隙的交流放电电压，因此，不同湿度条件下间隙的交流放电特性将有异，造成不同空气相对密度时湿度对间隙交流放电电压的影响也有差异；③ 试验时人工气候室内气流处于自然内循环状态，因此放电间隙间气流很小，放电产生的热量扩散与间隙距离有关，间隙越短，扩散越慢，造成空气密度对其放电电压的影响越小；④ 可能存在放电过程中空间电荷产生的影响，继续研究过程中将更深入的进行分析。
三海拔高度对放电电压影响的校正
根据上面的分析，气压在不同范围内对间隙放电电压的影响不同，对表1中的试验数据按随气压P和气压比P/P0的变化分别分析，即：① 以气压P为变量，分析气压P对不同空气间隙50 %交流放电电压U50%的影响, 其结果如图3所示；② 以零海拔气压P0(101.3 kPa)为参考，分析气压比P/P0对不同空气间隙50 %交流放电电压U50%的影响，其结果如图4所示。
由图3、4可知：① 无论是以气压为变量还是以气压比为变量，其变化趋势是一致的；② 进行统计分析可知，幂函数是最佳拟合方式，因此，可以推知，短空气间隙的U50%交流放电电压与气压之间的关系符合幂函数规律。
四放电电压与气压P的关系
从数据统计分析可知，实际气压与P0之比对间隙的50%交流放电电压的影响的最佳拟合方式为幂函数拟合，即
式中P0为零海拔气压(kPa)；P为实际气压(kPa)；U0,50%为零海拔的放电电压；n 为气压因素特征指数。
根据图4拟合求得的气压因素特征指数n、拟合相关系数的平方R2与U0,50%如表2所示。
由表2可知，对于不同间隙长度，其特征指数n值并不相同，其值在0.4298~0.5216之间变化，平均值为0.472。
气压影响因素特征指数n在不同空气间隙产生变化是由于：① 不同间隙长度时，人工气候室内电场畸变的差异产生的影响；② 连续二次放电的时间间隔只有5 min.，前次放电产生的残余电荷并未完全消散，从而对不同间隙放电产生了不同的影响。
五空气间隙交流放电电压海拔高度的修正
式(1)与海拔的关系并不直观，海拔高度H与气压P存在确定的关系。
因此，可直接采用海拔高度H来表示其对短空气间隙交流放电电压的影响。
根据青藏铁路沿线40年的气象数据统计分析可得气压与海拔高度的关系式为
式中H为海拔高度(km)；k为短空气间隙交流放电电压校正因素；n为气压影响因素特征指数，对于不同间隙，其n值如表2所示。
根据表2的n值由式(3)可绘制不同短空气间隙在海拔H处与零海拔处50%交流放电电压之比与海拔高度H的关系如图5所示。
利用泰勒级数将式(3) 展开，并略去二次以上的高阶项得短间隙交流放电电压校正因素k为
分析计算结果表明，在海拔5500 m以下时，式(4)与式(3)的计算结果的相对误差在n=0.3～0.7时小于5%。
本文根据试验结果，对于小于500 mm的短空气间隙，气压影响特征指数n值取表2中的最大值的1.15倍，即n0为0.6。
则由式(4)可得
由上式可知，对于海拔4000m以上地区，海拔每升高1 km，对于小于500 mm的短空气间隙，其交流放电电压降低7.14 %。
六结论
（1）海拔高度升高，空气密度降低，气压降低，空气间隙的交流放电电压降低。
但在不同的海拔范围内，其放电电压降低的趋势并不一致，在0～ 2 850 m之间，下降速度最快，2 850～ 4 000 m之间趋于平缓，而4 000 m以上下降明显，但其速度较之0～2 850m为慢。
（2）空气中的水气含量，即空气相对湿度对放电电压有明显影响。
湿度不仅直接影响间隙的放电电压，而且对放电电压随空气密度的变化趋势也有明显影响。
（3）短空气间隙放电电压随海拔升高而降低的校正公式可以表示为
=0.6，因此短空气间隙交流放k=1-0.119nH；对于100~310 mm的间隙，本文取n
电电压的校正因数为k=1-0.0714H，即海拔4000 m以上地区，海拔每升高1 km，放电电压下降7.14 %.。
（4）本文研究结果仅适用于海拔4000 m以下地区，对于4000 m以上地区，建议仍以现有的有关标准为依据。
（5）湿度对放电电压的影响规律及海拔4000 m以上短间隙的放电物理特性还有待于进一步研究。
（注：可编辑下载，若有不当之处，请指正，谢谢!）。