IONIZACE PLYNŮ

IONIZACE PLYNŮ

Výchylka nabitého elektroskopu zůstává dlouho nezměněná.

-- - --

-

Vybíjení nabitého elektroskopu se urychlí například zahřáním okolního vzduchu.

Plyny se stanou elektricky vodivými:

- zahřátím na vysokou teplotu,

- ozářením ultrafialovými paprsky, - ozářením rentgenovými paprsky,

- ozářením radioaktivními paprsky a pod.

Tyto energetické zdroje vytvoří v plynech volné částice s nábojem a plyny se tak stanou elektrickým vodičem.

Dvě kovové elektrody oddělené vzduchem připojíme na zdroj stejnosměrného napětí.

Elektrickým obvodem proud neprochází.

Za normálních podmínek je vzduch elektricky nevodivý.

-

- +

Zahříváme-li prostor mezi elektrodami plamenem,

obvodem elektrický proud prochází.

-

- +

Při vysoké teplotě se elektricky neutrální molekuly vzduchu štěpí na kladné ionty a elektrony (anionty),

které se v elektrickém poli mezi elektrodami začnou pohybovat k opačně nabitým elektrodám.

-

- +

+

+ - +

Elektrický proud v plynech

– způsoben uspořádaným pohybem iontů a elektronů – tzv. elektrický výboj.

Ionizace

– děj, při němž se vnějším zásahem odtrhávají z neutrálních atomů (molekul) elektrony.

Ionizační energie

– energie, kterou je potřeba dodat elektronu (zpravidla valenčnímu), aby se uvolnil z atomu

– tepelná energie, ultrafialové záření, RTG záření, … – v jednotkách elektronvolt 1 eV = 1,602·10^-19 J

Jeden elektronvolt je energie, kterou získá elektron při přechodu potenciálovým rozdílem 1 volt.

-

V

 1 U

E

QU W  

1eV J

10 602

1 V

1 C 10

602

1





 , .

. , .

E

Elektronvolt

Ionizátor

– zdroj ionizační energie Ionizace nárazem

– při dostatečně vysoké teplotě obsahuje plyn molekuly s kinetickou energií postačující k tomu, aby nastala ionizace vzájemnými srážkami molekul

– nejdůležitější ionizátor – volné elektrony

(při stejné E_k mají podstatně vyšší rychlost než ionty  za stejnou dobu urazí větší vzdálenost)

– elektrony získávají potřebnou E_k v elektrickém poli Rekombinace

– spojení dvojice opačně nabitých částic a vznik neutrální molekuly

Elektrické pole urychluje ionty a elektrony na jejich volné trajektorii, takže získávají energii E_k.

Urychlené ionty a elektrony nárazem ionizují neutrální molekuly plynu.

-

- +

+

+ +

Elektrický výboj 1. nesamostatný

– proud v plynu existuje jen za působení ionizátoru – po odstranění ionizátoru ionty rychle zanikají

rekombinací nebo zachycením na elektrodách 2. samostatný

– proud v plynu existuje i po odstranění ionizátoru – plyn si sám udržuje vodivost jevy, které v něm probíhají

– nastává při dostatečně vysoké hodnotě napětí

ionty získávají dostatečnou E

 nárazem ionizují další molekuly  lavinovitý vzrůst počtu iontů

(ionizace převládá nad rekombinací)