气体介质中带电质点的产生.ppt

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1、2.1 气体中带电质点的产生与消失气体中带电质点的产生与消失v带电质点的产生带电质点的产生v负离子的形成负离子的形成v带电质点的消失带电质点的消失1/8/2023一、气体中带电质点的产生一、气体中带电质点的产生v中性的气体是不导电的。气体导电是因为气体分子发生了电离（ionization）出现了足够多的带电粒子（自由电子、正负离子）；1/8/2023气体中带电粒子的产生气体中带电粒子的产生电离电离碰碰 撞撞 电电 离离光光 电电 离离 热热 电电 离离电极表面电离电极表面电离1/8/2023碰撞电离(Impact Ionization)1/8/2023影响碰撞电离的主要因素影响碰撞电离的主要因

2、素v外加电场强度 Ev2）电子平均自由行程1/8/2023电子平均自由行程电子平均自由行程v自由行程：一个质点在两次碰撞之间自由通过的距离。1/8/2023T：气温 ，Kp：气压 ，Pav平均自由行程大：质点在电场力作用下，加速距离长，容易容易积累足够的动能，引起碰撞电离的概率大；v平均自由行程小：质点在电场力作用下，加速距离短，不易积累足够的动能，引起碰撞电离的概率小；1/8/2023在电场力作用下气体中电子和离子哪个更容在电场力作用下气体中电子和离子哪个更容易使分子引起碰撞电离？易使分子引起碰撞电离？v电子半径比离子小得多，平均自由行程大；v电子与气体分子发生碰撞后，动能损失很少，可以在电

3、场力作用下，一直加速积聚动能；v离子与气体分子发生碰撞后，不管电离与否，将损失其动能，使碰撞电离概率减小。-1/8/2023光电离(Photoionization)+-光子+-+光子能量光子能量光子能量光子能量气体分子电离能h h h h 普朗克常数普朗克常数普朗克常数普朗克常数 6.62 x 106.62 x 10-27-27 光频率光频率光频率光频率1/8/2023v可见光不会使空气发生电离v引起光电离的是高能射线（X射线、射线，短波紫外线）1/8/2023 一切因气体热状态引起的电离过程称为热一切因气体热状态引起的电离过程称为热电离电离包括：包括：随着温度升高气体分子动能增加引起的碰随着

4、温度升高气体分子动能增加引起的碰撞电离，撞电离，高温下高能热辐射光子引起的光电离。高温下高能热辐射光子引起的光电离。热电离(Thermal Ionization)1/8/2023电极表面电离电极表面电离v正离子撞击阴极表面v光电子发射v热电子发射v强场发射-自由电子自由电子自由电子自由电子+原子核原子核原子核原子核-逸出1/8/2023二、带电粒子的消失二、带电粒子的消失v消失于电极v扩散v复合1/8/2023三、负离子的形成（附着）v吸附电子能力较强的气体电负性气体 如：O2，H20，SF6等-中性粒子中性粒子中性粒子中性粒子-负离子负离子负离子负离子1/8/2023小结：小结：v气体放电是因为气体发生电离出现带电粒子；v气体电离的四种形式：碰撞电离、光电离、热电离、电极表面电离；v分子俘获电子可形成负离子，俘获分子能力强的气体称为电负性气体；v气体中带电质点会消失，其中复合导致光子辐射。1/8/2023