- •1.Кинематическое описание движения (ф-лы для описания поступательного и вращательного движения).
- •2. Современная трактовка законов Ньютона. Законы Ньютона
- •3.Постулаты специальной теории относительности и геометрия пространства - времени .
- •4. Фундаментальные взаимодействия
- •5.Силы тяготения и электрические силы
- •6.Напряженность поля сил. Принцип суперпозиции силовых полей
- •7.Магнитные силы. Сила Лоренца.
- •8. Силы упругости. Деформации, их виды.
- •9. Закон Гука и модуль Юнга.
- •10.Силы трения. Виды трения. Трение покоя. Внутреннее трение
- •12. Работа и кинетическая энергия. Мощность
- •13. Теорема живых сил. Закон сохранения полной механической энергии
- •14.Момент инерции твердого тела. Момент импульса. Теорема Штейнера
- •15.Уравнение движения и условия равновесия твердого тела
- •16.Закон сохранения момента импульса Кинетическая энергия вращения
- •17. Формула Ньютона для сил внутреннего трения. Коэффициент вязкости.
- •18. Гармонические колебания
- •19. Свободные затухающие колебания.
- •20.Вынужденные колебания осциллятора под действием синусоидальной силы
- •21. Амплитуда и фаза при вынужденных колебаниях. Резонансные кривые.
- •27. Точечный источник волн. Плоская и сферическая волна.
- •28. Фазовая скорость волны. Длина волны, волновое число.
- •29. Когерентность. Длина когерентности
- •30. Интерференция плоских волн условия возникновения интерференционного максимума и минимума.
- •31. Интерференция в тонких плёнках. Просветление оптики.
- •32. Принцип Гюйгенса-Френеля
- •33. Дифракция на круглом отверстии
- •36. Дифракция Фраунгофера и спектральное разложение. Разрешающая способность и дисперсия дифракционной решетки.
- •Модель атома Бора
- •Модели атома Томсона и Резерфорда
- •39. Гипотеза ДеБройля, свойства волн ДеБройля
- •41. Гипотеза Борна, волновая функция
- •42. Принцип неразличимости микрочастиц. Бозоны и фермионы
- •43. Квантование атома водорода. Квантовые числа
- •44. Характеристики квантовых чисел. Правила отбора.
- •45. Энергетическая диаграмма водородоподобного атома.
- •46. Вырождение энергетических уровней. Эффекты Зеемана и Штарка.
- •47.Спектры двухатомных молекул. Переходы в молекулярных спектрах.
- •48. Спектры твердого тела. Энергетические зоны.
- •49. Энергетические зоны и проводимость твердых тел.
- •55.Закон поглощения радиоактивного излучения
- •56.Способы регистрации радиоактивного излучения. Счетчик Гейгера и Камера Вильсона
- •57.Диэлектрики в электростатическом поле. Поляризация диэлектриков
- •58.Диэлектрическая проницаемость и диэлектрическая восприимчивость.
- •59.Теорема Остроградского-Гаусса. Ее использование для расчета полей симметричных объектов.
- •60. Конденсаторы. Электроемкость. Емкость плоского конденсатора и уединенной сферы
- •61. Электростатические поля в проводнике. Распределение потенциала и заряда по поверхности проводника
- •71. Три вида магнетиков. Их особенности.
- •75.Индуктивность соленоида. Взаимоиндукция. Принцип работы трансформатора.
- •76.Уравнения Максвелла, их физический смысл.
- •77.Электромагнитные волны. Их свойства. Соотношения Максвелла
- •78.Макроскопическая (термодинамическая) система. Интенсивные и экстенсивные переменные
- •79.Метод молекулярной динамики. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории.
- •80. Уравнение Ван-дер-Вальса. Изотермы Ван-дер-Вальса. Уравнение Ван-дер-Вальса. Для одного моля газа Для молей газа
- •81. Критическая изотерма, закон соответственных состояний
- •83. Первое начало термодинамики. Обоснование
- •83. Первое начало термодинамики для изопроцессов
- •84. Основы теории теплоемкости. Формула Майера
- •96. Электрический ток в газах. Самостоятельный и несамостоятельный разряд
- •Виды газовых разрядов и их применение
96. Электрический ток в газах. Самостоятельный и несамостоятельный разряд
В обычных условиях газы являются диэлектриками, т.к. состоят из нейтральных атомов и молекул, и в них нет достаточного количества свободных зарядов.
|
Газы становятся проводниками лишь тогда, когда они каким-то образом ионизированы. Процесс ионизации газов заключается в том, что под действием каких-либо причин от атома отрывается один или несколько электронов. В результате этого вместо нейтрального атома возникают положительный ион и электрон.
При помещении ионизированного газа в электрическое поле на свободные заряды начинают действовать электрические силы, и они дрейфуют параллельно линиям напряженности: электроны и отрицательные ионы — к аноду, положительные ионы — к катоду (рис. 1). На электродах ионы превращаются в нейтральные атомы, отдавая или принимая электроны, тем самым замыкая цепь. В газе возникает электрический ток.
Э лектрический ток в газах — это направленное движение ионов и электронов.
Ионизатор — устройство для получения свободных ионов.
Электрический ток в газах называется газовым разрядом.
Полный ток в газе складывается из двух потоков заряженных частиц: потока, идущего к катоду, и потока, направленного к аноду.
Несамостоятельный разряд
Несамостоятельный разряд - это разряд, который зависит от наличия ионизатора.
Исследуем зависимость силы тока от напряжения при несамостоятельном разряде в газе. Для этой цели удобно использовать стеклянную трубку с двумя впаянными в стекло металлическими электродами. Соберем цепь по схеме, изображенной на рисунке 2.
П усть с помощью какого-нибудь ионизатора, например за счет воздействия рентгеновских лучей, в газе образуется ежесекундно определенное число пар заряженных частиц: электронов и положительных ионов.
При отсутствии напряжения на электродах (U = 0) гальванометр, включенный в цепь (см. рис. 2), покажет нуль (I = 0). При небольшой разности потенциалов между электродами трубки положительно заряженные ионы начнут перемещаться к отрицательному электроду (катоду), а электроны и отрицательно заряженные ионы — к аноду, т. е. возникнет газовый разряд.
О днако вследствие рекомбинации не все образующиеся под действием ионизатора ионы доходят до электродов. Часть их, рекомбинируя, образует нейтральные молекулы. По мере увеличения разности потенциалов между электродами трубки доля заряженных частиц, достигающих электродов, увеличивается, т. е. сила тока в цепи возрастает (рис. 3). Объясняется это тем, что при большем напряжении между электродами ионы движутся с большей скоростью, поэтому им остается все меньше времени для воссоединения в нейтральные молекулы.
Наконец, при некотором определенном напряжении наступает такой момент, при котором все заряженные частицы, образующиеся в газе ионизатором за секунду, достигают за это же время электродов. Дальнейшее увеличение напряжения уже не может привести к увеличению числа переносимых ионов. Ток, как говорят, достигает насыщения (см. рис. 3, горизонтальный участок графика).
Таким образом, вольт-амперная характеристика при несамостоятельном разряде в газах является нелинейной, т. е. закон Ома для газов выполняется только при малых напряжениях.
Самостоятельный разряд
Электрический разряд в газе, сохраняющийся после прекращения действия внешнего ионизатора, называется самостоятельным газовым разрядом. Для его осуществления необходимо, чтобы в результате самого разряда в газе непрерывно образовывались свободные заряды. Основным источником их возникновения является ударная ионизация молекул газа.
Если после достижения насыщения продолжать увеличивать разность потенциалов между электродами, то сила тока при достаточно большом напряжении станет резко возрастать (график 2).
Это означает, что в газе появляются дополнительные ионы, которые образуются за счет действия ионизатора. Сила тока может возрасти в сотни и тысячи раз, а число заряженных частиц, возникающих в процессе разряда, может стать таким большим, что внешний ионизатор будет уже не нужен для поддержания разряда. Поэтому ионизатор теперь можно убрать.