X
о
^KATni
[ОН (от греч. kata ≈ вниз и ion ≈ идущий) ≈ положительно заряженный ион, движущийся в элскт-рич. поле к катоду. К. содержатся в растворах и расплавах большинства солей и оснований {см. Электролиз), К. наз. также положительно заряженные ионы в ионных кристаллах.
КАТОД (от греч. kathodos ≈ ход вниз, возвращение) ≈ 1) отрицат. полюс (или клемма) источника тока (аккумулятора, гальваннч. элемента и др.). 2) Отрицат. электрод электровакуумного или газоразрядного прибора, служащий источником электронов, к-рые обеспечивают проводимость межэлектродного промежутка в вакууме или и газе. 3)В электрохимии ≈ электрод в электролите, около к-рого происходит восстановление ионов, входящих в состав электролита (см. Электролиз).
КАТОДНОЕ ПАДЕНИЕ ≈ перепад потенциала в при-катодном слое пространственного заряда (ленгмюров-скои оболочке). Обычно объ╦мный заряд положителен и созда╦тся ломами, образующимися в прикатодной области плазмы. Величина К. п. существенно зависит от вида разряда и в самостоятельном разряде данного вида устанавливается такой, чтобы обеспечить уровни ионизации и эмиссии, необходимые для поддержания разряда. Напр,, в тлеющем разряде величина К. н. составляет сотни вольт, в дуговом разряде ≈ 10≈20 В. Величина К. п. зависит также от рода газа, материала и формы катода и состояния его поверхности. К. п. не зависит от расстояния между электродами и от величины разрядного тока в широком интервале значений последнего. При большом токе электронной эмиссии распределение потенциала в прикатод-иом слое немонотонное и характеризуется образованием минимума потенциала у электрода (см. Виртуальный катод],
Лит.: Грановский В. Л., Электрический ток н газе, М., 1071. Ю. Б. ГолуСозский, В. Г. Юрьев.
КАТОДНОЕ ПЯТНО ≈ небольшая, сильно разогретая и ярко светящаяся область на поверхности катода дугового разряда, через к-руго осуществляется перенос тока между катодом и межэлектродным пространством. К. п. присуще всем видам дугового разряда. Характерный размер К. п. ~10~4≈10~2 см. Возникновение К. п. в процессе формирования дугового разряда обусловлено необходимостью переноса больших (10≈ 1U4 А) токов через поверхность холодного и практически не;шитирующего проводника. Перенос тока осуществляется как ионами прикатодной плазмы, так и электронами, к-рые эмитируются из К. п. за сч╦т высокой темп-ры поверхности К, п. (пгермоэлектронная эмиссия) и злектрич. поля, создаваемого положительным ' пространственным зарядом (автоэлектронная эмиссия]. Это обеспечивает высокую плотность эмиссионного тока. В дуге высокого давления К, п, неподвижно, плотность тока /~10а≈Ю5 А/см2, в вакуумной дуге К. п. хаотически перемещается с высокой скоростью (до Ю4 см/с), плотность тока / может достигать Ю8 А/см2.
Лит.: Ф и н н е л ь н б у р г В., М о к к е р Г., Электрические дуги и тармичпснэн плазма, пер. с нем., М., 1961; Любимов Г. А., Раховский В. И,, Катодное пятно вакуумной дуги, «УФН», 1978, т. 125, с. 665.
В. А. Немчикский, В. Г. Юрьев>
КАТОДНОЕ Т╗МНОЕ ПРОСТРАНСТВО (круксово т╦мное пространство) ≈ одна из прикатодных частей тлеющего разряда, расположенная между светящимся катодным слоем и отрицат. тлеющим свечением. Иногда К. т. п. наз. всю область от катода до тлеющего свече-ния. На область К. т. п. приходится осн. падение потенциала, т. е. здесь формируется пучок электронов высокой энергии (сотни вольт). При таких энергиях процессы ионизации развиты более сильно, чем возбуждение атомов (сопровождающееся свечением), но-этому К. т. п. визуально воспринимается как т╦мная область. В К, т. п. и частично в области тлеющего све-
чения образуются положит, ионы, к-рые бомбардируют катод и вызывают вторичную электронную эмиссию^ дающую основной вклад н ток разряда. Такой самосогласованный механизм образования носителей тока обеспечивает самостоятельное поддержание тлеющего
разряда.
Лит..1 Л е б Л., Основные процессы электрических разрядов в газах, пер. с англ., М,≈л., 1950; II е н н и н г Ф,, Электрические разряды в газах, пер. с англ., М., 1960; Грановский В. Л., Электрический ток в газе, М., 1971.
Ю. Б. Голубавский, В. Г. Юрьев,
КАТОДОЛЮМИНЕСЦ╗НЦИЯ ≈ люминесценция, возникающая при возбуждении вещества потоками электронов, ускоренных во внеш. электрич. поле. К. обнаружена в сер. 19 в. до открытия электрона; пучок электронов, вызывающий свечение стеклянных стенок вакуумированных трубок, называли катодными лучами, и поэтому само свечение было назв. К. Как физ. явление К. впервые начал изучать У. Крукс (W. Crookes) в 70-х гг. 19 в.
К., как и др. виды люминесценции, обладает инерционностью послесвечения, температурным и др. видами тушения, характерным для данного вещества спектром свечения и т. д. Вместе с тем она обладает сие-цифич. свойствами, связанными с особенностями преобразования кинетич. энергии заряж. частицы в кванты излучения значительно меньшей энергии: многоэтапный процесс преобразования, наличие дополнительных каналов потерь энергии, часто наблюдающаяся нелинейная зависимость яркости свечения от напряжения и плотности тока, трековый характер возбуждения и т. д.
Способностью к К. в видимой, И К- или УФ-областях спектра в той или иной степени обладают мы. природные или специально синтезированные вещества ≈ чистые и легированные разл. нримесями полупроводники и диэлектрики, ст╦кла, молекулярные кристаллы, растворы и даже инертные газы в тв╦рдом состоянии. Наиб, эффективность преобразования энергии, достигающую 20≈25%, имеют нек-рые пол икрист а ллич, кристаллофосфоры с рекомбинац. механизмом свечения (катодолюминофоры).
При К. преобразование энергии электронов проходит ыеск. последовательных стадий. Возбуждающий электрон за время ~10 ~14 с производит первичную ионизацию атомов (или ионов) осн. вещества, дающую начало каскадной ионизации вторичными и т. д, электронами вещества с достаточно высокой кинетич, энергией. Процесс размножения элементарных возбуждений заканчивается за время ~10~12 с, когда кинетич. энергия электронов (в зоне проводимости) и дырок (в валентной зоне) становится меньше пороговой энергии {обычно превышающей ширину запрещенной зоны ~в 1,5 раза), необходимой для создания ещ╦ одной электронно-дырочной пары. Ионизация центров свечения и последующая излучат, рекомбинация носителей заряда на этих центрах происходит уже после термали-зации таких носителей (~10-11≈10~10 с), т. е. когда их кинетич. энергия уменьшается до энергии тепловых колебаний реш╦тки. Вследствие тепловых потерь эффективность К. не может превышать 30≈40%.
Дополнит, потери энергии возникают из-за отражения первичных электронов поверхностью вещества, приобретения ею отрицат. заряда, а также безызлучат. рекомбинации на разл. дефектах решетки, концентрация к-рых особенно велика в поверхностном, т, н. м╦ртвом, слое кристалла толщиной ~0,1 мкм. Заряд отводится в основном пут╦м вторич-ной электронной эмиссии; с той же целью (а также для концентрации свечения по одну сторону от экрана) поверхность экрана покрывают тонкой пл╦нкой металла, например алюминия.
Обычно для К. используют ускоряющие напряжения Г~10≈50 кВ, при к-рых глубина проникновения электронов составляет неск. единиц цли десятков мкм. При V>50 кВ сильно возрастает интенсивность- рентг.
