Виды разрядов в газах

Кадр 1

Электрический заряд достаточно долго сохраняется на электрометре. Значит, воздух, окружающий электрометр, не электропроводен.

Кадр 2

Поднесем к электрометру пламя газовой горелки, свечи или спички. Он быстро разрядится.

Кадр 3

Электрометр разряжается под действием рентгеновских лучей.

Кадр 4

ультрафиолетовых лучей и под действием радиоактивного излучения. Следовательно, воздух стал электропроводным.

Кадр 5

При нагревании газа, действии на него рентгеновских, радиоактивных или ультрафиолетовых лучей часть его атомов или молекул ионизуется, то есть распадается на положительно заряженные ионы и электроны.

Кадр 6

Если к нейтральному атому присоединится электрон, то образуется отрицательный ион. Наличием свободных электронов, положительных и отрицательных ионов и объясняется электропроводность газов.

Кадр 7

Электрон и положительный ион, встречаясь, могут вновь образовавывать нейтральный атом. Этот процесс, обратный ионизации, называется рекомбинацией.

Кадр 8

Активные излучения, вызывающие ионизацию газа, называются внешними ионизаторами. Процессы ионизации и рекомбинации происходят одновременно, и в газе постепенно устанавливается состояние динамического равновесия.

Кадр 9

Если ионизованный газ находится в электрическом поле, то ионы и электроны двигаются упорядоченно. В газе происходит разряд.

Кадр 10

Если разряд происходит при действии внешнего ионизатора, то он называется несамостоятельным. Самостоятельный разряд существует и при отсутствии внешнего ионизатора.

Кадр 11

Изменяя напряжение в ионизационной камере, можно установить зависимость тока от напряжения.

Кадр 12

На участке Оа сила тока возрастает с увеличением напряжения. Чем больше напряжение, тем большее число ионов и электронов достигает электродов камеры в единицу времени.

Кадр 13

На участке аб ток не изменяется при изменении напряжения в значительных пределах (от U₁ до U₂). Этот ток называется током насыщения. Процесс объясняется так: все ионы, возникающие в газовом промежутке в единицу времени, достигают за это время электродов, поэтому ток возрасти не может.

Кадр 14

На участке бс ток резко возрастает. Это напряжение называется напряжением пробоя (Uпр.). Как вы думаете, чем объясняется это явление?

Кадр 15

При U>Uпр. между электродами проскакивают искры. Разряд сохранится и при прекращении действия внешнего ионизатора (ставится непрозрачный экран).

Кадр 16

Если внешний ионизатор прекращает свое действие, то за короткий промежуток времени все ионы и электроны достигнут электродов, и ток прекратится. Сохранение разряда при U>Uпр. можно объяснить лишь образованием в газовом промежутке новых ионов и электронов.

Кадр 17

В газе при достаточно большой напряженности электрического поля электрон на пути свободного пробега получает такую энергию, что может при столкновении с молекулой или атомом произвести ионизацию. Число таких ионизаций возрастает лавинообразно.

Кадр 18

Пренаблюдаем стадии образования лавины. На рис. а)—один движущийся электрон и одна молекула. На рис. б)—два электрона и один ион и так далее. На последнем рисунке уже 8 электронов и 7 ионов.

Кадр 19

Ток в газовом промежутке—это поток электронов и ионов. Скорость электронов значительно больше скорости ионов, поэтому в токе основную роль играют электроны. Почему скорость ионов меньше скорости электронов?

Кадр 20

Положительные ионы при ударе о катод выбивают из него электроны, которые подхватываются полем и становятся родоначальниками новых электронных лавин. Так поддерживается непрерывность самостоятельного разряда.

Кадр 21

Возникает ли самостоятельный разряд в газовом промежутке, если внешнего ионизатора нет, а на электроды сразу подается U>Uпр.?

Кадр 22

При высокой напряженности электрического поля между электродами (~3·10⁶ В/м) в воздухе при атмосферном давлении возникает искровой разряд. Он быстро гаснет, затем вспыхивает вновь.

Кадр 23

Пример гигантского искрового разряда в природе — молния. Молния может возникать между облаками или между облаком и землей.

Кадр 24

Искровой разряд — молнию изучали русские ученые М. В. Ломоносов и Г. В. Рихман, трагически погибший от удара молнии. Для защиты строений от молнии применяют «молниеотвод». Объясните его устройство и принцип действия. „Электрическая стрела“ на доме, где жил Ломоносов.

Кадр 25

Длительность разряда в молнии очень мала (~10⁻⁶с), но сила тока и напряжение огромны (~7·10⁵ A, U~10⁹ B). Подумайте, чем объяснить кратковременность искрового разряда. Большой ли электрический заряд протекает по каналу молнии?

Кадр 26

Иногда возникает шаровая молния — ярко светящийся шар, медленно движущийся в воздухе и способный взорваться. Природа шаровой молнии до сих пор не изучена.

Кадр 27

Искровой разряд обладает способностью разрушать металлы. На катоде образуется нарост, а на аноде—углубление. Это явление получило название электрической эрозии. На его использовании основана электроискровая обработка металлов. Скоростная киносъёмка процесса удара искрового электрического тока.

Кадр 28

Стальные шары с отверстиями и криволинейной формой, полученные электроискровым методом. Электроискровой станок. Метод искровой обработки металлов был предложен советскими учеными Б. Р. Лазаренко и Н. И. Лазаренко. Он широко применяется в промышленности. Возможности этого метода огромны.

Кадр 29

В сильно неоднородных электрических полях при атмосферном давлении наблюдается разряд, внешне напоминающий корону, так называемый коронный разряд. Чаще всего он возникает вокруг проводов линий передач высокого напряжения. Коронный разряд на концах выступающих частей корабля (огни святого Эльма).

Кадр 30

Для очистки газов на производстве применяются электрофильтры, в которых происходит коронный разряд.

Кадр 31

При соприкосновении двух угольных электродов в месте их контакта ток выделяет большое количество теплоты. При повышении температуры возникает термоэлектронная эмиссия. Если углы раздвинуть, между их концами появится столб светящегося газа—электрическая дуга.

Кадр 32

Электрическая дуга впервые была получена русским физиком В. В. Петровым в 1802 году и вскоре получила широкое применение.

Кадр 33

Электрическая дуга, в отличие от искрового разряда, возникает при низком напряжении между электродами (U~50 B). Ток разряда очень большой, а температура в кратере (углублении в положительном электроде) достигает огромных значений (t°~4000°C).

Кадр 34

В электрической дуге зависимость напряжения от тока имеет вид, изображенный на рис. а (падающая характеристика). В цепь дуги обязательно включают сопротивление R (рис. б). Подумайте, зачем это делают.

Кадр 35

Применение электрической дуги: Электрический прожектор на маяке. Свеча Яблочкова.

Кадр 36

Схема електросварки по методу Бернардоса. Электрическая дуговая печь.

Кадр 37

ФРАГМЕНТ V. РАЗРЯД В ГАЗАХ ПРИ ПОНИЖЕННОМ ДАВЛЕНИИ Установка для наблюдения разряда в газах при пониженном давлении. С понижением давления в газах возрастает длина свободного пробега электронов и ионов. При достаточно низком давлении возникает электрический разряд. При разряде газ в трубке светится, оставаясь холодным.

Кадр 38

При небольшом разрежении воздуха в трубке между электродами появляется разряд в виде светящейся змейки. Если газ разрядить сильнее, то начинает светиться вся трубка. Цвет зависит от газа, наполняющего трубку.

Кадр 39

В разряде различают две части: темное катодное пространство—(а) и положительный анодный столб—(б). В положительном столбе практически одинакова концентрация электронов и положительных ионов. Это особое состояние вещества--плазма.

Кадр 40

При значительном понижении давления в трубке положительный анодный столб распадается на отдельные светящиеся части (страты). Почему возникли темные пространства между стратами? При давлении порядка 0,0001 мм. рт. ст. вся трубка становится темной, а светится лишь стекло за анодом. В трубке возникают так называемые катодные лучи.

Кадр 41

Тлеющий разряд в трубках при пониженном давлении применяется в светящихся рекламах и в лампах дневного света. Рекламные трубки заполняются разными газами. Это дает возможность создавать многоцветные светящиеся вывески.

Кадр 42

В верхних слоях атмосферы, где газ сильно разрежен, под действием космических лучей возникает свечение, получившее название полярного сияния. Это очень интересное явление природы.

Кадр 43

Диафильм по физике для 9 класса сделан по заказу Министерства просвещения СССР Автор кандидат педагогических наук С. КАМЕНЕЦКИЙ Художник-оформитель Н. ДУНАЕВА Редактор Г. ВИТУХНОВСКАЯ Студия «Диафильм» Госкино СССР, 1978 г. 101000, Москва, Центр, Старосадский пер., д. №7 Д-043-78 Цветной 0-30

Кадр 44

ВИДЫ ИЗОБРАЗИТЕЛЬНОГО ИСКУССТВА Диафильм для детей шестилетнего возраста, обучающихся в I классе общеобразовательной школы или дошкольного учреждения

Кадр 45

ФУНКЦИЯ. ВИДЫ ПРОПОРЦИОНАЛЬНОСТИ

Кадр 46

ВИДЫ И ТЕХНОЛОГИЯ МОРОЖЕНОГО Диафильм в 3 частях ПО ЗАКАЗУ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОГО КАБИНЕТА МИНИСТЕРСТВА МЯСНОЙ И МОЛОЧНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ СССР

Кадр 47

ВИДЫ И ТЕХНОЛОГИЯ МОРОЖЕНОГО Диафильм в 3 частях ПО ЗАКАЗУ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОГО КАБИНЕТА МИНИСТЕРСТВА МЯСНОЙ И МОЛОЧНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ СССР

Кадр 48

ВИДЫ И ТЕХНОЛОГИЯ МОРОЖЕНОГО