SKP70N06式中 u―電子電荷,h=1.6×10ˉ19(C);

Uy―游離電位(V)。

所以,通常為了方便,游離能的數值直接以游離電位的數值表示,而將其單位改用電子伏(eV)。所謂一個電子伏即一個電子在真空中經過1V電位差所獲得的動能。例如,氫的游離能為13.54 eV,就表示氫的游離能Wy=13.54×1.6×10ˉ19J。

顯然,游離的氣體中含有帶電粒子一電子和正離子,因此它能導電。但是氣體中含有的帶電粒子多少不同,氣體的導電能力也就不一樣,通常用游離度表示氣體導電的程度。所謂游離度是指在氣體的總粒子中所含有帶電粒子的比例。帶電粒子含量越多,氣體的游離度也越高,氣體的電導率越大。

如果外界作用于原子的能量不夠大,使得在正常軌道上運轉的電子吸收這些能量以后,不能脫離原子核引力范圍,只能使電子跳到較外層的軌道上,從而增加了原子的內能,這種現象稱為激勵。激勵所需的能量稱為激勵能,它的單位也以eV表示。一個原子可以有幾個激勵能,它們分別對應于不同的外層軌道。

已被激勵的中性粒子比較容易游離,因為這時所需的游離能少于正常中性粒子所需的游離能,減少的數值即等于該元素的激勵能。這種經過激勵狀態再游離的現象叫做分級游離。激勵是一種不穩定的狀態,大多數被激勵的中性粒子能以光量子的形式釋放掉能量,自動地返回到正常狀態。中性粒子處于激勵狀態的時間一般低于10ˉ9~10ˉ8。

游離方式按帶電粒子的來源分為兩大類:表面發射和空間游離。金屬電極表面在某些情況下能夠發射電子進入極間氣體,這叫表面發射。按照發射電子的原因,它又可分為下列幾種:

熱電子發射―當金屬表面溫度,升高時,其表面的自由電子可能獲得足夠高的動能,使其有可能越過金屬表面的位壘而逸出金屬,這種現象叫做熱電子發射(也可稱熱發射)。一個電子逸出金屬所需的能量稱之為逸出功uyc單位也是eV(電子伏)。

強場發射―當金屬表面存在較高的電場強度(大于106V/cm)時,金屬表面位壘的厚度將減小,以致自由電子有可能在常溫下穿過位壘而逸出金屬(即所謂隧道效應),這種現象稱為強場發射(也稱為高電場發射、場致發射或冷發射等)。

光發射―各種光線(紅外線、可見光、紫外線以及其他射線)照射到金屬表面時,也可能起跑子從金屬表面逸出.這種現象稱為光發射。

光的波長越短,引起發射的作用越強,并且電子從金屬表面逸出的速度越高。波長較長的光量子,其能量不足以直接造成電子發射,但它們可以被金屬吸收,使自由電子運動加速,其中最快者就更容易逸出金屬。

二次電子發射―在電場作用下,正離子以很高的速度撞擊陰極,或者電子以很高的速度,著Fi可能使金屬表面發射電子,這種現象稱為二次電子發射。如果帶電粒子的動能很大(例如在高度真空的強電場電極之間),一個帶電粒子甚至能撞出一個以上的電子。在氣壓較高的放電間隙中,通常陰極表面附近電場強度較高,所以陰極表面二次電子發射作用較強,在氣體放電過程中起著重要的作用。

空間游離度要大于一般氣體的游離度。圖2-21表示的是銅、汞蒸氣和幾種氣體的游離度與溫度的關系。由此可知,在同一溫度下,當氣體中混有金屬蒸氣時,其游離度要比純氣體時高,即其電導率較大。

應當指出,熱、光也和碰撞一樣,可以先使中性粒子激勵,然后再使之游離。在實際情況下遇到的空間游離,常常不是單一的方式。例如,在電場游離過程中,由碰撞而產生的電子,中性粒子表面和正離子可能彼此相遇而復合成中性粒子,復合時釋放出的能量以光量子的形式輻射給周圍T(×103K)的中性粒子,引起后者游離、激勵或者加速它,銅、汞蒸氣和凡種氣體們的熱運動。在熱游離的過程中,光游離的作的游離度與溫度的關系用更加強烈,這一點可從電弧發出強烈的紫外線光得到說明。

消游離方式游離產生新的帶電粒子,使氣體中帶電粒子的含量增加。與此同時,在游離氣體中還進行著一個相反的過程,也即存在著帶電粒子不斷減少的過程,這個過程叫做消游離。所謂消游離是指游離氣體中帶電粒子自身消失或失去電荷而變為中性粒子的現象。消游離的方式有復合和擴散兩類。

復合兩個帶有異號電荷的粒子相遇后相互作用而消失電荷的現象叫做復合。在實際情況下復合的方式有下述幾種。

表面復合―電子進入陽極;負離子接近陽極后將電子移給陽極,自身變為中性粒子;正離子接近陰極后從陰極取得電子,自身變為中性粒子。這些現象都屬于表面復合。

還有帶電粒子接近未帶電的金屬表面時,會在金屬表面感應出相反的電荷。由于庫侖力的作用,帶電粒子被吸附在金屬表面。此時如果有另外一個帶異號電荷的帶電粒子也走向該金屬表面,則兩帶電粒子通過金屬分別交出和取得電子而變成中性粒子,這一過程如圖2-22所示。在絕緣材料表面,由于絕緣體被帶電粒子感應而極化后,能吸引異號的帶電粒子,因而也會產生類似金屬表面的復合情況在金屬表面的復合過程.

空間復合―在兩極之間的間隙中,如正離子和電子相遇,就可直接復合形成一中性粒子,這種復合方式叫直接復合。有時一個電子可能先和中性粒子粘合形成負離子,然后再和正離子復合形成兩個中性粒子,這種復合方式叫做間接復合,圖2-23所示的是空間間接復合的過程。

復合的過程也是電子和正離子的電磁場相互作用的結果,這也需要一定的作用時間。帶電粒子的運動速度越高,復合的可能性越小。由于電子的運動速度很大,所以空間直接復合的幾率比空間間接復合的幾率小得多(約小1000倍)。電子和中性粒子形成負離子的可正離子電子.

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