Номер 10, страница 115, часть 2 - гдз по физике 10 класс учебник Кронгарт, Казахбаева

10. Что называют самостоятельным разрядом? Как он происходит?

10. Что называют самостоятельным разрядом? Как он происходит?

Что называют самостоятельным разрядом?

Самостоятельным разрядом называют газовый разряд (протекание электрического тока через газ), который способен существовать и поддерживаться самостоятельно после того, как прекращается действие внешнего ионизатора (например, ультрафиолетового излучения), который изначально создал носители заряда. В отличие от несамостоятельного разряда, он сам себя поддерживает за счет внутренних процессов.

Как он происходит?

Возникновение и поддержание самостоятельного разряда происходит за счет ионизации газа под действием сильного электрического поля. Процесс включает несколько ключевых этапов:

1. Ударная ионизация: В газе всегда есть некоторое количество свободных электронов. В сильном электрическом поле они ускоряются и набирают кинетическую энергию. Если эта энергия превышает энергию ионизации атома, то при столкновении электрон выбивает из нейтрального атома еще один электрон. В результате образуются новый свободный электрон и положительный ион.

2. Развитие электронной лавины: Оба электрона (первичный и вторичный) снова ускоряются полем и ионизируют следующие атомы. Этот процесс повторяется многократно, приводя к лавинообразному нарастанию числа носителей заряда.

3. Вторичные процессы: Для того чтобы разряд стал самоподдерживающимся, необходимо, чтобы постоянно возникали новые электроны, запускающие лавины, уже без помощи внешнего источника. Это обеспечивается вторичными процессами, главным образом за счет положительных ионов и фотонов, рожденных в лавинах:

- Вторичная электронная эмиссия: Положительные ионы, двигаясь к катоду (отрицательному электроду), ударяются о его поверхность и выбивают из него новые электроны.

- Фотоэлектронная эмиссия: Возбужденные атомы в разряде излучают фотоны (свет), которые, попадая на катод, выбивают из него электроны (фотоэффект).

Когда интенсивность этих вторичных процессов становится достаточной, чтобы каждая ушедшая лавина в среднем порождала хотя бы один новый "первичный" электрон, разряд становится самостоятельным.

Ответ: Самостоятельный разряд — это электрический разряд в газе, который продолжается без действия внешнего ионизатора. Он происходит, когда электроны, ускоренные сильным электрическим полем, ионизируют атомы газа при столкновении (ударная ионизация), создавая электронные лавины. Самоподдержание разряда обеспечивается вторичными процессами (эмиссия электронов с катода под действием ионов и фотонов), которые поставляют новые электроны для запуска последующих лавин.