排出管内のガスのイオン化？

排出管でのガスのイオン化

排出管は、低圧のガスで満たされたガラス管です。チューブの電極全体に高電圧が加えられると、内部のガスがイオン化され、電気の流れが生じます。プロセスの内訳は次のとおりです。

1。初期電子生成：

* 外部出典： 以下のために最初に少数の遊離電子が存在します。

* 宇宙線： これらの高エネルギー粒子は、ガス分子をイオン化できます。

* 熱放出： カソードが加熱されている場合、電子を放出できます。

* 光電効果： 光はカソードから電子を倒すことができます。

* これらの初期電子は、電極間の高電圧によって加速されます。

2。電子アトム衝突：

* 加速された電子はガス原子と衝突し、エネルギーを伝達します。

* エネルギー移動が十分である場合、原子を励起またはイオン化することができます。

* 励起： 原子はエネルギーを吸収し、電子をより高いエネルギーレベルに移動します。

* イオン化： エネルギー伝達は、原子から電子を完全に除去し、正のイオンと遊離電子を作成するのに十分です。

3。連鎖反応：

* 新しく作成された遊離電子は電界によって加速され、他の原子と衝突し、さらなるイオン化につながります。

* このプロセスはカスケード効果を作成し、遊離電子とイオンの数を急速に増やします。

* これにより、ガスを通る導電性経路が作成されます。

4。排出層：

* イオン化ガスは、電子がエネルギーレベルを低下させると光を放出し、放電チューブの可視輝きを生み出します。

* 放出される光の種類は、チューブで使用されるガスに依存します。

5。電流フロー：

* ガス内の電子とイオンの流れは電流を構成します。

* 高電圧が適用されている限り、電流は持続します。

イオン化に影響する要因：

* ガス圧力： 圧力が低いと、電子とガス分子間の衝突が少ないため、イオン化が高くなります。

* 電圧： 高電圧は電子をより効率的に加速し、イオン化を増加させます。

* ガスタイプ： 異なるガスには、異なるイオン化電位があります（電子を除去するのに必要なエネルギー）。

* 温度： 温度が高いと遊離電子の数が増加し、イオン化が増加します。

排出チューブの応用：

* 蛍光ランプ： 排出チューブには、イオン化すると紫外線を放出する水銀蒸気が含まれています。次に、この光は、チューブの内壁に蛍光体コーティングによって可視光に変換されます。

* ネオンサイン： ネオンガスは、イオン化すると赤く光り、広告と標識に使用されます。

* ガスレーザー： これらのレーザーは、イオン化ガス原子の励起状態を使用して、コヒーレント光を生成します。

* 血漿物理学研究： 排出管は、血漿特性と相互作用を研究するための制御環境を提供します。

重要な注意：

* 排出管内のガスは完全にイオン化されていません。原子のごく一部のみがイオンになります。

* イオン化プロセスは動的であり、イオンと電子は絶えず再結合します。

排出管のイオン化プロセスを理解することにより、高電圧条件下でのガスの挙動と、この現象が可能にする多様な用途についての洞察を得ることができます。