Почему ионизация электронным ударом не может обеспечить существование разряда в газах?

Физика 11 класс Ионизация газов ионизация электронный удар разряд в газах физика разряда причины ионизации газовая ионизация условия разряда физика газов Новый

Ионизация электронным ударом — это процесс, при котором свободный электрон сталкивается с атомом или молекулой газа, в результате чего происходит выбивание одного или нескольких электронов из этого атома или молекулы. Хотя этот процесс может приводить к образованию ионов и свободных электронов, он сам по себе не может обеспечить устойчивое существование разряда в газах. Давайте рассмотрим причины этого более подробно.

1. Условия для возникновения разряда:

• Для того чтобы образовался разряд в газе, необходимо создать условия, при которых ионизация будет происходить непрерывно.
• Ионизация должна происходить быстрее, чем рекомбинация (восстановление нейтральных атомов из ионов и свободных электронов).

2. Энергия столкновения:

• Электрон, который ионизирует атом, должен обладать достаточной энергией для того, чтобы преодолеть потенциал ионизации данного атома.
• Однако, если энергия электронов недостаточна, то они не смогут ионизировать атомы, и разряд не возникнет.

3. Рекомбинация:

• После ионизации образуются положительные ионы и свободные электроны. Эти частицы могут рекомбинировать, то есть, нейтральные атомы могут захватывать свободные электроны.
• Если количество рекомбинаций превышает количество ионизаций, то разряд не сможет поддерживаться, и газ останется нейтральным.

4. Отсутствие внешнего источника энергии:

• Для поддержания разряда необходим постоянный источник энергии, который будет обеспечивать ионизацию газа.
• Электронный удар сам по себе не является устойчивым источником ионизации, поскольку он приводит к случайным столкновениям, а не к организованному процессу ионизации.

Таким образом, хотя ионизация электронным ударом может инициировать процесс, она не может обеспечить устойчивое существование разряда в газах без дополнительных условий, таких как наличие внешнего источника энергии и поддержание баланса между ионизацией и рекомбинацией.