§ 36. Электрычны ток у газах. Плазма
Газы пры нармальных умовах не праводзяць электрычны ток, гэта значыць з’яўляюцца дыэлектрыкамі. Гэта абумоўлена тым, што газы складаюцца з нейтральных атамаў (малекул). Аднак пры пэўных умовах газы, у тым ліку і паветра, становяцца праваднікамі. Пры якіх умовах гэта магчыма?
Прырода электрычнага току ў газах. Правядзём дослед і пераканаемся, што электрычная праводнасць газу (паветра) можа змяняцца. Два металічныя дыскі, зараджаныя рознаіменнымі зарадамі і размешчаныя на пэўнай адлегласці адзін ад аднаго, злучым з электрометрам (мал. 204). Стрэлка электрометра пры гэтым адхіліцца на некаторы вугал. Электрометр не разраджаецца, значыць, пры невялікай рознасці патэнцыялаў паміж дыскамі паветра не праводзіць электрычны ток.
Паўторым дослед, награваючы полымем (спіртоўкі, свечкі) паветраны прамежак паміж дыскамі. Электрометр разраджаецца, значыць, праз паветра праходзіць электрычны ток (мал. 205).
Выснова відавочная: у паветраным прамежку паміж дыскамі з’явіліся свабодныя носьбіты электрычнага зараду.
Калі прыбраць полымя, то электрычны ток знікне, і паветра паміж дыскамі зноў стане дыэлектрыкам.
Растлумачым вынікі разгледжанага доследу. Награванне газу полымем прыводзіць да ўзнікнення свабодных электронаў і дадатна зараджаных іонаў, гэта значыць да іанізацыі газу.
Для адрыву электрона ад атама (малекулы) неабходна энергія, мінімальнае значэнне якой называюць энергіяй іанізацыі атама (малекулы). Разам з іанізацыяй можа адбывацца далучэнне ўтвораных пры адрыве электронаў да нейтральных атамаў (малекул) газу. Гэта прыводзіць да ўтварэння адмоўна зараджаных іонаў.
Пад дзеяннем электрычнага поля ў газе ўзнікае накіраваны рух дадатна зараджаных іонаў да адмоўнага электрода (катода) і накіраваны рух электронаў і адмоўна зараджаных іонаў да дадатнага электрода (анода). У іанізаваным газе ўзнікае электрычны ток, які называюць газавым разрадам.
Такім чынам, носьбіты электрычнага зараду ў іанізаваных газах — дадатна і адмоўна зараджаныя іоны і свабодныя электроны, а праводнасць газаў з’яўляецца іонна-электроннай.
Калі ліквідаваць знешняе ўздзеянне (у дадзеным выпадку награванне полымем), электрычны ток у газе знікае. Гэта абумоўлена тым, што пры сутыкненні дадатна зараджанага іона з электронам яны ўтвараюць нейтральны атам (малекулу) газу. Іоны супрацьлеглых знакаў пры сутыкненні таксама ператвараюцца ў нейтральныя атамы (малекулы) — рэкамбінуюць. Пры рэкамбінацыі вызваляецца энергія, роўная энергіі, затрачанай на іанізацыю.
Такім чынам, каб у газе з’явіліся свабодныя носьбіты электрычнага зараду, яго атамы (малекулы) неабходна іанізаваць. Гэта можна ажыццявіць награваннем газу да высокай тэмпературы, уздзеяннем на газ ультрафіялетавым, рэнтгенаўскім, радыёактыўным выпраменьваннямі і інш.
Знешнія ўздзеянні, у выніку якіх адбываецца іанізацыя, называюць іанізатарамі. Разрад, які ўзнікае ў выніку іанізацыі газу пад уздзеяннем іанізатара, называюць несамастойным.
Аднак пры пэўных умовах газавы разрад можа існаваць і пасля спынення дзеяння іанізатара. У гэтым выпадку моцнае электрычнае поле, што існуе паміж электродамі, з’яўляецца прычынай захавання газавага разраду, які называюць самастойным.
