^Je T e ≈ электронная темп-pa, Na ≈ плотность атомов; константа С ≈ в табл. 1.
Л. э. развивается более или менее независимо в каждом небольшом элементе пространства только в быстро-осциллирующих полях (СВЧ-поле, оптическом), когда амплитуда колебаний электронов мала. В пост, поле Е Л. э. развивается гл. обр. вдоль направления поля, и it этом случае она характеризуется ионизационным коэффициентом Таунсенда ее (см"1) ≈ числом электронов, к-рое электрон рождает на 1 см пути вдоль поля: a≈ V,/P;I, где vu ≈ скорость дрейфа электрона в поле. ат как и уд, можно сравнительно легко измерить на опыте, а затем найти v,-.
Коэф. а характеризует закон размножения электронов в лавине, распространяющейся вдоль поля между катодом и анодом:
л, 2.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d, см
|
Et, кЕ/см
|
cc ≈ a,
CM-1
|
(a ≈ aj d
|
-V*o
|
|
|
|
0,1
|
45.4
|
81
|
b.l
|
3,3- 10s
|
|
|
|
(1,3
|
3<i,7
|
31
|
9,3
|
1, MO*
|
|
|
|
0,5
|
34
|
20,5
|
10,2
|
2,8' 10»
|
|
|
|
1
|
31,4
|
12,4
|
12,4
|
2. 4 -10я
|
|
|
|
2
|
29 , 3
|
8,0
|
16
|
8,9-10*
|
|
|
|
3
|
28, 1)
|
fi,5
|
19,5
|
2.9-10*
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dx
Ne ≈
n exp our,
(4)
где 7V0 ≈ число электронов, вышедших с катода (я=0). В диапазоне сильных полей, пробивающих газовые промежутки между электродами, для а существует эм-пирич. ф-ла Таунсенда, учитывающая подобия законы по давлению р:
а=Арехр( ≈ Вр/Е}. (5)
Константы А и В представлены в табл. 1. Величины а и v/ чрезвычайно резко уменьшаются при уменьшении поля (рис. 1). Расч╦тные и эксперим. данные по скоростям ионизации относятся обычно к пост, полю. В случае быстропеременного поля частоты со частоту ионизации v;tt можно оценить по известной частоте ионизации v,'B в пост, поле, пересчитав по ф-ле
(6)
эфф
где Е0 ≈ амплитуда осциллирующего поля, vm частота упругих столкновений электрона с атомами. Ориентировочные значения коэф. пропорциональности Ь для оценок см. в табл. 1.
В электроотрицат. газах скорость размножения в Л. э. существенно зависит от коэф. прилипания а (см"1) ≈ числа актов прилипания электрона на 1 см
Табл. 1,
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Область
|
|
|
|
|
|
|
А,
|
в,
|
примени-
|
с, ю-17
|
Ь, 10»
|
|
|
|
Газ
|
<СМ'
∙тор>~*
|
В/(см-тор)
|
мости
Е/р,
|
см'/эВ
|
(с-тор)~*
|
|
|
|
|
|
|
ВДсм-тор)
|
|
|
|
|
|
Не
|
3
|
34
|
20≈150
|
0, 13
|
2.0
|
|
|
|
Ne
|
4
|
100
|
100≈400
|
0, Ifi
|
1,2
|
|
|
|
Аг
|
12
|
180
|
100≈600
|
2,0
|
5,3
|
|
|
|
Кг
|
17
|
240
|
100≈1000
|
|
|
|
|
|
Хе
|
26
|
350
|
200≈800
|
|
|
|
|
|
Hg
|
20
|
370
|
200-6 00
|
7,9
|
|
|
|
|
HI
|
5
|
130
|
150-600
|
0,59
|
4.8
|
|
|
|
N2
|
12
|
342
|
юо-еоо
|
0,85
|
4,2
|
|
|
|
во здух
|
15
|
365
|
100≈800
|
|
3,0
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
пути вдоль ноля. Коэф. а определяются опытным пут╦м или в результате решения кинотич. ур-ния, подобно V/ и а. При наличии прилипания числа электронов и ионов в лавине растут как
N =
a-a
а а ≈а
(7)
SFe, к-рый применяется в качестве газового изолятора, (Ж/р1)=117,5 В/(см-тор)=0,88 В/(см-Па), Эти цифры ставят нижний предел для порога пробоя газа в идеально однородном поле. В табл. 2 приведены цифры, характеризующие Л. э. в воздухе атм. давления в плоском промежутке длиной d в присутствии однородного поля Ат/, пробивающего такой промежуток.
Эксперименты по изучению Л. э. проводятся гл. ю обр. ь камере Вильсона; наблюдаются и одиночные to"2 Л. э., порожд╦нные одним электроном, вышедшим с 10" катода. Синхронизованно с нодачей напряжения на Ю" электроды и облучением катода УФ-излучоиием (для вырывания затравоч- Рис, 1. Коэффициенты иониза-пого электрона) произво- иии для инертных газон. дится адиабатич. расширение исследуемого газа, куда добавляют немного паров воды, спирта л т. и. Образовавшийся ионы, к-рые в отличие от быстро движущихся в ноле электронов практически остаются на месте, служат центрами конденсации возникшего пересыщенного пара. Туман фотографируют и получают изображение лавины (рис. 2). Лавина расширяется и поперечном направлении вследствие небольшого диффузионного расплывачия электронного ДЯИЭТН] Анод облака, центр к-рого движется от катода к аноду со скоростью дрейфа ид; при большом числе народившихся электронов (7Ve≈10е) диффузионное расплываипе сменяется более быстрым эл.-статич. расталкиванием. Одновременно осциллографируют электронный ток в цепи i=Nе (t)ev-{/d^ где Ne да╦тся ф-лой (7). Обработка результатов позволяет найти из опыта г?,.
Рис. 2. Фотография электронной лаытны, полученная и камере Вильсона.
-aJr.^A.--'ji: КЗТОД
г лл 540
Коэф. а обычно нарастает с Е медленное, чем а. Поэтому кривые а{£), а(Е} непременно пересекаются в покрой точке {E/pJi (с уч╦том подобия). При Е/р<^(Е/р)1 a ≈ «<0 и Л. э. существовать по может. В воздухе =31 В/(сл!-тор)=0,23 В/ (см -Па), в т. ы. элегазе
a≈я, ср. энергию электроном t-, от -к-pou зависит
скорость диффузии.
Когда электрич. поле нарастающего пространственного заряда электронов и иолов в Л. :>. достигает величины внешнего [при Ne~l╧≈10е, (ct≈o)d«20J, лавина может перейти п стример. Так начинается стримерный пробой. Альтернативой ему служит пробой механизмом размножения лавик, к-рыц характеризуется появлением от одной прошедшей лавины более чем одной новой за сч╦т вырывания затравочных электронов из катода или газа фотонами, рожд╦нными в лавине (см. также Импульсный разряд}.
Лит.: Р е т е р Г., Электронные лптшны гг лроОой в газах, пер. С лнгл., М., 1368; Лозинский Э. Д., Ф и р-сов О, Б., Теория искры, М., 1У75; Раизер Ю. II., Физика газового разряда, М., 1087. Я). J7, Райзер.
