Общий курс физики Том 3. Электричество - Сивухин Д.В.
Скачать (прямая ссылка):
7. Катодные лучи используются в так называемых ионных рентгеновских трубках для получения рентгеновских лучей. Устройство такой трубки показано на схематическом рис. 285. Трубка имеет вогнутый катод К и два положительных электрода А и Ак. Один из них А, называемый анодом, более удален от катода и расположен в области тлеющего свечения. Он предназначен для поддержания в трубке тлеющего разряда. Второй электрод Ак называется антикатодом и состоит из тугоплавкого металла (вольфрама, молибдена и пр.). На этом электроде фокусируются пучки электронов, испускаемые катодом. При их торможении из антикатода выходят
528
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ Т01\П В ГАЗАХ
[['Л. IX
рентгеновские лучи, представляющие собой очень короткие электромагнитные волны (длнна волны порядка 10~8 см и меньше). Их свойства будут рассмотрены в четвертом и пятом томах нашего курса. Под действием бомбардирующих электронов антикатод сильно раскаляется. Поэтому в мощных рентгеновских трубках антикатод изнутри охлаждается проточной водой.
Ионные рентгеновские трубки обладают тем недостатком, что в результате различных процессов количество газа в трубке уменьшается с течением времени. Когда давление газа в трубке делается меньше 0,001—0,0001 мм рт. ст., тлеющий разряд не зажигается, и трубка перестает работать. В настоящее время применяются почти исключительно электронные рентгеновские трубки, обладающие
раль, накаливаемая электрическим током. Электроны, испускаемые катодом, образуются вследствие термоэлектронной эмиссии. Ускоренные электрическим полем, они бомбардируют анод и при торможении па нем испускают рентгеновские лучи.
8. Если в катоде просверлить малые отверстия, то положительные ионы, бомбардирующие катод, пройдя через эти отверстия, попадают в закатодное пространство н там распространяются в виде прямолинейных лучей (такой опыт впервые был произведен Гольд-стейном в 1882 г.). Эти лучи были названы положительными, или Качаловыми, лучами, поскольку они выходят из отверстий катода, как нз каналов. Каналовые лучи заметны в трубке в виде слабо светящихся пучков. Они, как и катодные лучи, вызывают свечение стекла трубки. Из-за наличия процессов перезарядки в пучке канало-вых лучей имеются не только положительные, но и отрицательные ноны, а также быстрые, отчасти возбужденные нейтральные частицы. В магнитном поле такой пучок разделяется иа три пучка: положительные ионы отклоняются в одну сторону, отрицательные — в противоположную, а нейтральные молекулы и атомы не испытывают никакого отклонения. При повторном пропускании этих пучков через магнитное поле каждый из них снова распадается на три пучка. Отсюда следует, что процессы перезарядки происходят не только перед катодом, но и продолжаются в закатодном пространстве.
Рис. 285.
А
большей устойчивостью в работе, чем ионные трубки. В них тлеющий разряд не используется, а потому не нужен вспомогательный анод, служащий для поддержания такого разряда. Аиод (в мощных трубках охлаждаемый) делается из таких же тугоплавких металлов, как и антикатод в ионных трубках. Катодом служит вольфрамовая сии-
§ IIS]
ИСКРОВОП РАЗРЯД
5І9
§ 118. Искровой разряд
Искровой разряд характеризуется прерывистой формой даже при пользовании источниками постоянного тока. Ои возникает в газе обычно при давлениях порядка атмосферного. В естественных природных условиях искровой разряд наблюдается в виде молнии. По внешнему виду искровой разряд представляет собой пучок ярких зигзагообразных разветвляющихся тонких полосок, мгновенно пронизывающих разрядный промежуток, быстро гаснущих и постоянно сменяющих друг друга (рис. 286). Эти полоски называются искровыми каналами. Они начинаются как от положительного, так и от отрицательного электродов, а также от любой точки между ними. Каналы, развивающиеся от положительного электрода, имеют четкие нитевидные очертания, а развивающиеся от отрицательного, — диффузные края и более мелкое ветвление.
Рис. 28G,
Так как искровой разряд возникает при больших давлениях газа, то потенциал зажигания очень высок. (Для сухого воздуха, например, при давлении 1 атм и расстоянии между электродами 10 мм пробивное напряжение «30 кВ.) Однако после того, как разрядный промежуток «пробит» искровым каналом, сопротивление этого промежутка становится очень малым, через канал проходит кратковременный импульс тока большой силы, в течение которого на разрядный промежуток приходится лишь незначительное напряжение. Если мощность источника не очень велика, то после такого импульса тока разряд прекращается. Напряжение между электродами начинает повышаться до прежнего значения, и пробой газа повторяется с образованием нового искрового канала. Время т нарастания напряжения тем больше, чем больше емкость С между электродами. Поэтому включение конденсатора параллельно разрядному промежутку увеличивает время между двумя последовательными искрами, а сами искры становятся более мощными. Через канал искры проходит большой электрический заряд, и поэтому увеличивается амплитуда и длительность импульса тока. При большой емкости С капал искры ярко светится и имеет вид широких полос. То же самое происходит при увеличении мощности источника тока. Тогда говорят о конденсированном искровом разряде, или конденсированной искре. Максимальная сила тока в импульсе при
