Номер 4, страница 229 - гдз по физике 10 класс учебник Громыко, Зенькович

4. Какой разряд называют самостоятельным?

Какой разряд называют самостоятельным?

Самостоятельным называют такой электрический разряд в газе, который способен продолжаться и поддерживать себя сам после того, как внешний источник ионизации (например, ультрафиолетовое излучение, рентгеновские лучи или пламя) будет убран. В этом его ключевое отличие от несамостоятельного разряда, который существует только при непрерывном действии внешнего ионизатора.

Способность к самоподдержанию возникает благодаря внутренним процессам в самом разряде, которые генерируют новые носители заряда (электроны и ионы) в количестве, компенсирующем их убыль. Основные механизмы, обеспечивающие самостоятельность разряда:

1. Ударная ионизация. Электроны в газе ускоряются сильным электрическим полем до энергий, достаточных для ионизации нейтральных атомов или молекул газа при столкновении. В результате одного такого столкновения из одного налетающего электрона и одного атома образуются два электрона и один положительный ион. Этот процесс носит лавинообразный характер, создавая электронную лавину.

2. Вторичные процессы. Для запуска новых лавин необходимы "затравочные" электроны. Их появление обеспечивают вторичные процессы. Главный из них — вторичная электронная эмиссия с поверхности катода (отрицательного электрода). Положительные ионы, созданные в лавинах, движутся к катоду и, ударяясь о него, выбивают из него новые электроны. Также вклад вносят фотоны, испускаемые возбужденными атомами в разряде: они могут выбивать электроны с катода (фотоэлектронная эмиссия) или ионизировать атомы газа (фотоионизация).

Разряд становится самостоятельным, когда каждый электрон, покинувший катод, в результате своего движения и созданной им лавины порождает достаточное количество ионов и фотонов, чтобы их воздействие на катод и газ привело к появлению хотя бы одного нового вторичного электрона. Примерами самостоятельного разряда являются искровой разряд (молния), дуговой разряд (электросварка), тлеющий разряд (неоновые вывески, люминесцентные лампы) и коронный разряд (свечение вокруг высоковольтных проводов).

Ответ: Самостоятельным называют газовый разряд, который продолжается без действия внешнего ионизатора за счет внутренних процессов ионизации (в основном, ударной ионизации и вторичной электронной эмиссии), которые генерируют достаточное количество носителей заряда для поддержания тока.