Электрический ток в газах
Для железных проводников и электролитов зависимость силы тока от напряжения имеет линейный нрав, т. е. ток в таких проводниках увеличивается пропорционально напряжению. Существенно труднее законы проводимости в газах. Разглядим электронный ток в газах, протекающий под действием наружного ионизатора.
Обратимся к опыту. Возьмём конденсатор и зарядим его, создав меж его пластинами напряжение. Электрометр, подключённый к пластинам конденсатора, всё время указывает одно и то же напряжение: означает, воздух в обыденных критериях является изолятором, т. е. не содержит свободных заряженных частиц.
Занесём зажжённую спиртовку либо спичку в область меж 2-мя пластинами конденсатора. Мы заметим, что напряжение, имеющееся меж ними, миниатюризируется, конденсатор разряжается, как следует, меж пластинами появляется электронный ток. Всё это показывает на то, что в воздухе меж пластинами под действием пламени появились заряженные частички. Что все-таки они представляют собой?
Полностью естественно представить, что такими заряженными частичками являются молекулы воздуха, которые под воздействием пламени получили электронные заряды и, превратившись в ионы, стали двигаться в электронном поле меж пластинами, создавая электронный ток в газах, который и привел к уменьшению напряжения на пластинках конденсатора.
Оковём кропотливых исследовательских работ было установлено, что носителями электронных зарядов в газах являются ионы и электроны, которые появляются в газе в итоге воздействия на него ионизатора.
Ионизаторами являются пламя, рентгеновы лучи, лучи, испускаемые радиоактивными субстанциями. Хоть какой ионизатор, какого бы происхождения он ни был, обладает способностью создавать в данном объёме за какое-нибудь время определенное количество положительных и отрицательно заряженных ионов.
Под действием ионизатора молекулы газа теряют электроны и становятся положительно заряженными ионами. Освободившиеся электроны, во-1-х, сами становятся носителями электронных зарядов, во-2-х, присоединившись к нейтральным молекулам либо атомам, образуют ионы, которые негативно заряжены. Так в газе могут появляться свободные заряды в виде электронов и ионов обоих символов, т. е. появляется электронный ток в газах.
Заряженное тело, находясь в ионизированном газе, притягивает к для себя свободные заряды обратного знака, которые и нейтрализуют заряды на теле, вследствие чего оно разряжается.
В газах не происходит выделения их составных частей на электродах, как это имеет место в электролитах, потому что при ионизации газа молекулы его не распадаются; они только теряют либо же присоединяют к для себя электроны.
Газовые ионы, подойдя к электроду, отдают ему свои заряды, превращающиеся в нейтральные молекулы либо атомы, и диффундируют вспять в газ. В электролитах же ионы, подошедшие к электродам, либо отлагаются на поверхностях электродов, либо вступают в хим реакции.
Если ионы и свободные электроны, образовавшиеся в газе, оказываются в электронном поле, то они получают направленное движение. Из этого следует, что полный электронный ток в газах – это два потока заряженных частиц, один из которых идет к аноду, а 2-ой – к катоду. Он сопровождается рядом типичных явлений. К их числу относятся разные виды свечения газа при разряде – от слабенького, еле приметного свечения проводов высочайшего напряжения до ослепительно броского света электронной дуги и превосходных вспышек молнии. Электронный ток в средах (жестких проводниках, электролитах) таких явлений не вызывает.
В конце концов, при газовом разряде можно следить и специальные хим реакции, не имеющие места при обыденных критериях: образование окислов азота и циана в воздухе, образование молекул в одноатомных газах и другие.