7. Enigma огнено кълбо.
7.1 Резултатите от обработката на наблюдения.
Срок употреба газоразрядни, когато искат да се каже, че електрически ток протича в газова среда, електрически ток в газове варират в много отношения. Те могат да се различават един от друг не само от степента и продължителността, но и това, което се случва в техните физически процеси, най-вече за тези процеси, които се дължат на електропроводимостта на газа, т.е. поява него на свободните носители зареждане. Разликата в механизма на проводимост и поддържане записва като в "вид" явление (т.е. интензитет, спектрален, пространствено и времево разпределение на неговото излъчване), и в неговите електрически характеристики - външен (ток-напрежение, voltsekundnaya т.н. ) и вътрешен (пространствено и времево разпределение на електрическото поле, плътността на тока на такси пространство, йонни концентрации на електрони, и т.н.).
С оглед на настоящото разнообразие на видовете в газове, систематично изследване на тяхната класификация изисква естествено да се извърши или извън нея (феноменологичната) включва различни видове настоящи или по същество физични процеси, които се провеждат.
проводни течения в газове са разделени на независима и не-автоматично. Това разделение е свързано с основните свойства на газа - да непроводящия ток в нормално състояние. Следователно се изисква свойствата на газа в него до настъпването на проводимост ток:
появата на свободни носители заряд (електрони и йони), т.е. газ вид проводимост;
Публикувай това движение медии посока.
Ако газът и върху тях електрическо поле предвижда двете функции в такава степен, че да се осигури ток достатъчно само да се поддържа тази област, такъв ток се нарича независима. В случаите, когато токът за поддържане на газ във външен източник на йонизация и премахването на което води до изчезване на тока, токът се нарича не-самостоятелно.
Независими течения, както и всички физични явления могат да бъдат разделени в зависимост от основен критерий на динамиката - по времето на потока от събития - на постоянен и непостоянен.
За нестабилни (стационарни) течения трябва да се приписва само на токовете, чиято мощност не се променя с течение на времето (и = конст), както и всяка сила на тока, която е променлива във времето се счита нестабилна.
Удобно разделена на 3 вида освобождаване неподвижна газ (DC), в зависимост от променливия ток към тях,
Таунсенд. или тъмно освобождаване (разряден ток не е по-висока от 10 -6 А).
Тя е независим ток, преминаващ по еднакъв или леко нехомогенна сфера. Плътността на този ток е толкова малка, че не е придружено от значително луминесценция (откъдето идва и името); Това се извършва за предпочитане при газ с ниско налягане.
изхвърлянето на светлина (ток приблизително от 10 до 10 -6 -1 А).
Напрегнатостта на електрическото поле е с максимален интензитет в ограничена зона на катода. За този вид разтоварване равенство
Uk - катод потенциал;
Ui - йонизиран потенциал на газа.
Той се среща при ниско налягане.
изхвърлянето на дъгата (ток около 10 -1 А и по-висока)
Електрическото поле също има най-висок интензитет. Но за характеристиката на следното неравенство разряд
Великобритания -7 сек. или дори по-малко.
обратния процес на независима поява на ток в газ нейния произход ( "охлаждане"). Тъй като е явлението на остатъчен проводимост и гниене (deionizing газ), както и различни видове остатъчен ток (например, обратни потоци йонни ключа). газ проводимост изчезване продължава 10 -5 секунди или повече.
изхвърляне на газ при естествени условия - познатия феномен е - мълния и Aurora, оформен в горната част на атмосферата при ниско налягане.
3.1 йонизация и рекомбинация на газове.
Газове при нормални условия се състоят от електрически неутрални атоми и молекули и следователно не провеждат електричество. Газът се превръща в проводник, когато някои част от молекули йонизиран, т.е. настъпи разделяне на неутрални атоми и молекули в положителни и отрицателни йони и свободни електрони - йонизирани газове като обаждане. Йоните в Газове mogu4t появят под действието на йонизатори (йонизация активатори) - висока температура, рентгенови лъчи и UV радиация, както атоми сблъсък газове и електрони и атомни частици и т.н.
Въпреки това, при нормални условия, газове като въздух, имат електропроводимост, въпреки че съвсем незначително. Това проводимост е причинено от радиация на радиоактивни вещества, присъстващи на повърхността на земята, както и космическите лъчи.
Системно емисии електрически ток и изхвърляния в газове стартира едва в края на 19-ти век. природата инсталиран газов разряд в различни условия. Тя се нарича газоразрядна преминаване на електрически ток през газа. Въпреки това, поради сложността на тези явления, точна количествена теория те не съществуват към днешна дата.
Йонизация на газ в резултат на изхвърляне на електрони от молекули и атоми на природния газ, наречена обем на йонизация. защото йонни източници са разпределени в обема, който се газ. В допълнение към обема на йонизация съществува повърхност йонизация. С това йонизация йони или електрони подават към газа от стените на кръвоносните съдове, където е затворено, или от повърхността на органи, въведени в газа. Например, източник на електрон може да бъде нажежаема тяло (катод емисии) или метална повърхност осветен с ултравиолетова и други къса дължина на вълната електромагнитно излъчване (фотоволтаични ефект).
За да се извадят молекулата (атом) на електрон, е необходимо да се прекарат определено количество енергия. Минималната стойност на такава енергия се нарича енергията на йонизация на молекули (атоми), неговата стойност за атомите на различни вещества са в диапазон 4 25eV на.
Едновременно с процеса на газ йонизация винаги обратен процес - процеса на рекомбинация: положителни и отрицателни йони и молекули. По-големите йони възниква под действието на йонизатор, и по-интензивно е процес на рекомбинация. В резултат на това на газ рекомбинация проводимост изчезва или се връща към първоначалната си стойност.
Както бе споменато по-горе, разделянето на електрона от атом (йонизация атом) изисква някои разходи на енергия. Когато рекомбинация на положителни йони и електрони, тази енергия, от друга страна, се освобождава. Най-често това се отделя под формата на светлина, и по този начин рекомбинация на йони придружени от луминисценция (луминесценция рекомбинация). Ако концентрацията на положителни и отрицателни йони е високо, а броят на рекомбинация събития, настъпили всяка секунда и ще бъде велик, и рекомбинация луминесценция може да бъде голяма, и луминесценция на рекомбинация може да бъде много силна.
Йонизация от външен йонизатор се взема предвид само в случай на относително слабо електрическо поле, кинетичната енергия змиорка, натрупани електрон (или йон) на свободно път дължина L е по-малко от енергията йонизация Ei
Ek размер се увеличава с увеличаване на налягането. Съотношението на критичната напрегнатост на полето на налягането р на газа за даден газ остава груб в широк диапазон на налягане променя Ek / р конст. (Този закон може да бъде оправдано с Таунсенд).
време за повишаване на напрежението е по-голяма от по-голям капацитет C между електродите. Поради това, включването на кондензатор паралелно се увеличава по време на пропастта разряд между два последователни искри, самите искри и да станат по-мощни. След искра канал се простира голям електрически заряд, и по този начин се увеличава амплитудата и продължителността на токовия импулс. Когато канал С искра на висок капацитет ярко осветен и има формата на широки ленти. Същото нещо се случва, когато силата на източника на ток. Тогава се говори за освобождаване от отговорност на кондензирано искра, или съкратен искра. Максималният ток импулс, искрата варира в широки граници, в зависимост от параметрите на веригата на освобождаване и в условията на разликата освобождаване, достигайки няколко стотици кА. С по-нататъшно увеличение на източника на захранване, освобождаване от отговорност на искра преминава в разряд дъга.
В резултат на това голямо количество енергия (- 1 J за см дължина от порядъка на 0.1 канал) преминаване на токов импулс през канала в канала свещ се разпределя. С освобождаването на енергия, свързана рязко повишаване на налягането в околната газ - образуване на цилиндрична ударна вълна. температура пред който
10 април К. Има бързо разширяване на канал искра, на скоростта на реда на топлинна скоростта на газовите атоми. Тъй като ние се движат към фронта на ударната вълна, температурата му започне да пада, а самата отпред се простира от канала. Появата на шокови вълни, обяснява звукови ефекти, придружаващи изхвърлянето на искра: характерни пукащи зауствания слабите и силните недоволство в случай на мълния.
По време на съществуването на канала, особено при високи налягания, там е по-светло сияние разряд искра. яркостта не е еднаква през участъка за канал кръст има максимална в центъра му.
Нека разгледаме механизма на освобождаване от отговорност искра.
В момента стандартът е така наречената теория на стример искра. потвърдено от преки експерименти. Качествено, обяснява основните характеристики на изхвърлянето на искра, въпреки че по отношение на броя и не може да се смята за завършена. Ако до катод електронен лавина на произход, след което по пътя преминава йонизация и възбуждане на газовите молекули и атоми. Важно е, че светлинните лъчи, излъчени от възбудените атоми и молекули, разпространение на анода с скоростта на светлината, се произвеждат йонизация на газ, и водят до първите електронни лавини. По този начин целия обем на газ се появи слабо светещи групи от йонизиран газ, наречени сияния. В процеса на развитие на индивидуален електронен лавина изпревари помежду си и се сливат, за да образуват добра проводим мост на серпентините. Следователно, в следващ път, и насочва мощен поток от електрони, които канал за освобождаване искра. Тъй като проводим мост се образува от сливането на стримера същество едновременно случи, по време на неговото формиране е много по-малко от времето, необходимо индивидуално електрон лавина да пътуват от катода към анода. Наред с негативните сияние. т.е. северно сияние посадъчен от катода към анода, има и положителни сияние. които се разпространяват в обратна посока.
Исторически мнения с цип.
Светкавица и гръм първоначално се възприема от хората като израз на волята на боговете и по-специално, като проява на Божия гняв. Въпреки любознателен ум на човека за дълго време се опитва да разбере същността на светкавиците и гръмотевиците, за да разберем техните естествени причини. В древни времена на този Аристотел замисли. С течение на естеството на мълния замислена Лукреций. Много наивно е да си представим, че се опитва да обясни гръм, като следствие от факта, че "има облаци се сблъскват под натиска на ветровете".
През вековете, включително Средновековието се е смятало, че мълния - огнен пари, вклинена в облаци водна пара. Разширяване, той ги разбива в най-слабата точка и бързо се втурва към дъното, към земята.
През 1752 Бенджамин Франклин доказано експериментално, че светкавицата - това е силен електрически разряд. Ученият провежда прочутия експеримент с хвърчило, който беше пуснат във въздуха от гръмотевична буря.
Опит: В паяк змия бе засилена остър тел, на края на въже, вързано ключ и коприна панделка, която той държеше ръката му. Веднага след като облак буря беше над змията, скосена тел стана извличане на електрическия заряд izmey се наелектризира с шнур. След дъжда навлажнете змията с кабел, което ги прави по този начин свободно да притежават електрически заряд може да се наблюдава като електрически заряд ще "изтече" в подхода на пръст.
Едновременно с проучване Франклин електрически характер на мълния ангажирани MV Ломоносов и G.V.Rihman.
Чрез своите изследвания електрическата природа на мълния се оказа в средата на 18-ти век. От този момент стана ясно, че светкавицата е мощен електрически разряд се случва, когато достатъчно силни за електрификация облаци.
Най мълния се случва между облака и повърхността на Земята, обаче, има мълнии, които се случват между облаци. Всички тези ципове, се наричат линейни. отделна линейна дължина цип може да бъде измерена в километри. (Linear цип могат да бъдат получени изкуствено - пълзящи освобождаване).
Друг тип светкавица е лента мълния. В следващото изображение, като ако има някои почти идентичен линеен мълния, изместен спрямо друга.
Установено е, че в някои случаи, на светкавица се разделя на отделни светещи сфери на няколко десетки метра дължина. Това явление се нарича мъниста мълния. Според Малан (1961), този вид мълния е обяснено на базата на продължително освобождаване, след което луминесценция изглежда по-жива от мястото, където каналът се огъва по посока на спазване края му да се наблюдателя. А Yuman (1962), че това явление трябва да се разглежда като пример за "пинг-ефект", който е периодична промяна на радиуса на колоната за освобождаване с период от няколко микросекунди.
линеен физика мълния
Linear мълния predstavlya6t няколко импулси бързо след един на друг. Всеки импулс - е разбивка на въздушната междина между облак и земята, с произход от отговорност искра. Ние считаме, че за пръв път на първия импулс. Неговото развитие е на два етапа: първо се формира канал за източване между облак и земята, а след това в резултат на канал импулс бързо минава основният ток.
Първият етап (образуване на изпускателния канал) е показана на фигура 3. Той започва с факта, че долната част на облака се образува много голяма електрическа сила на полето - 10 май ... 10 6 V / m.
Свободните електрони, произведени по такъв голям поле ускорение. Тези ускорения са насочени надолу, тъй като долната част на облака е отрицателно заредена, и земната повърхност е положителен. По пътя от първия сблъсък с друга, електроните придобиват голяма кинетична енергия. Следователно, когато се сблъскват с атоми или молекули, те ги йонизиране. В резултат на това се произвежда нови (вторични) електрони, които, от своя страна, се ускоряват в областта облаци и след това в нови сблъсъци йонизират атоми или молекули. Има цяла лавина от бързи електрони, образувайки в близост до "дъното" на облаците плазма "нишки" - стример.
Сливане с друга, водят до плазмени канал ленти, на която
Свързани статии