Номер 2, страница 177 - гдз по физике 8 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 10. Электрический ток в газах, вакууме и полупроводниках. Параграф 48. Виды самостоятельного разряда. Плазма. Вопросы - номер 2, страница 177.

Условие.

2. При каких условиях происходит тлеющий разряд?

Решение.

2. При каких условиях происходит тлеющий разряд?

Тлеющий разряд — это форма самостоятельного стационарного электрического разряда в газе. Для его возникновения и поддержания необходимо соблюдение нескольких ключевых условий:

1. Низкое давление газа. Разряд происходит в разреженных газах. Оптимальный диапазон давлений составляет от нескольких Паскалей до нескольких сотен Паскалей (примерно от $10^{-2}$ до $\text{1}$ мм рт. ст.). При таком давлении длина свободного пробега электронов становится достаточно большой, чтобы они могли набрать в электрическом поле энергию, необходимую для ионизации атомов или молекул газа при столкновении. В то же время, концентрация атомов газа всё ещё достаточна для того, чтобы столкновения происходили достаточно часто для поддержания разряда.

2. Достаточно высокое напряжение между электродами. Для зажигания разряда необходимо приложить к электродам напряжение, превышающее так называемое напряжение зажигания. Величина этого напряжения зависит от рода газа, материала электродов, давления и расстояния между электродами (что описывается законом Пашена). Напряжение должно создавать электрическое поле, способное ускорить свободные электроны до энергий, достаточных для ударной ионизации. Обычно это напряжение составляет от сотен до тысяч вольт.

3. Самостоятельность разряда. Тлеющий разряд является самостоятельным, то есть он не требует внешнего источника ионизации. Разряд поддерживает сам себя за счёт вторичной электронной эмиссии с поверхности катода. Положительные ионы, образовавшиеся в объеме газа, ускоряются электрическим полем к катоду. Ударяясь о его поверхность, они выбивают новые (вторичные) электроны. Эти электроны, в свою очередь, ускоряются полем, ионизируют газ, создавая новые ионы и электроны, и процесс лавинообразно повторяется.

Таким образом, сочетание низкого давления газа и сильного электрического поля создает условия для самоподдерживающегося процесса ионизации, который проявляется в виде характерного свечения — тлеющего разряда.

Ответ: Тлеющий разряд происходит в газе при низком давлении (порядка десятков и сотен Паскалей) и при достаточно высоком напряжении между электродами, которое обеспечивает самоподдержание разряда за счет ударной ионизации атомов газа электронами и вторичной электронной эмиссии с катода.