Вакуумный пробой. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Вакуумный пробой (пробой вакуума) - потеря вакуумным промежутком свойств электрич. изолятора при приложении к нему электрич. поля, напряжение к-рого превышает опредед. величину (напряжение вакуумного пробоя). При вакуумном пробое электропроводность резко возрастает и среда в промежутке становится проводящей.

Развитие вакуумного пробоя начинается с появления т. н. темновых, или предпробойных, токов, к-рые вызываются в основном автоэлектронной эмиссией с микроострий поверхности катода. Эти токи возникают также с участков поверхности, имеющих наиб. низкую работу выхода. В том случае, когда металлич. электроды недостаточно хорошо очищены от поверхностных загрязнений, на стабильный темновой ток накладываются самогасящиеся маломощные импульсы тока, наз. микроразрядами. Возникновение микроразрядов связано с механизмом обмена положительными и отрицательными ионами между поверхностями анода и катода в вакууме.

Вакуумный пробой происходит в результате формирования сильноточного искрового разряда в десорбирующемся с поверхностей электродов газе и частично в парах металлов электродов. Далее разряд может перейти в вакуумную дугу в парах металлов электродов.

Вакуумный пробой представляет собой сложное явление, достаточно полного и точного объяснения его возникновения и развития ещё нет, но существуют гипотезы и теории. Напр., согласно электронно-лучевой теории, электроны, возникающие в вакууме за счёт автоэлектронной эмиссии с микроострий на катоде, ускоряются в электрич. поле промежутка, образуют "лучи" и бомбардируют анод. При этом происходит местное увеличение температуры анода, сопровождающееся выделением сорбированных газов и паров металла, к-рые ионизуются электронами. Ионы движутся к катоду, что приводит к образованию положительного пространственного заряда и усилению поля у катода, это в свою очередь увеличивает автоэлектронную эмиссию и т. д. Одновременно возникают сильная ионно-электронная эмиссия и катодное распыление. В итоге в промежутке за счёт быстрого увеличения концентрации десорбирующихся газов и паров металлов электродов возникает самостоятельный электрический разряд в форме вакуумной искры или дуги.

Существует также теория вакуумного пробоя за счёт нагрева острия автоэмиттера протекающим по нему током. При плотности тока ок. 10⁸ А/см² эмиттер взрывается и вакуумная дуга возникает в парах металла катода. Поскольку образование микроскопич. острий на массивных катодах обнаруживается на опыте, то формирование вакуумного пробоя из-за нагрева и взрыва этих острий весьма вероятно. Инициатором вакуумного пробоя могут быть также отдельные быстрые микрочастицы.

Явление вакуумного пробоя широко используется в приборах и установках. Высокая электрич. прочность вакуума и вакуумная дуга используются в вакуумных выключателях. Нач. стадия вакуумного пробоя длительностью до 10^-7 с, в к-рой развиваются сильные токи электронов при высоком напряжении на промежутке, используется в мощных источниках рентг. излучения и сильноточных ускорителях. В многочисленных высоковольтных приборах и установках, где вакуумные промежутки применяются только для ускорения потоков электронов и ионов, очень важно, чтобы случайные вакуумные пробои не нарушали работу этих устройств, отсюда необходимо обеспечение их электрич. прочности. Увеличение электрич. прочности вакуумных промежутков достигается соответствующим выбором материалов электродов, их тщательной механич. обработкой (устранением неровностей и острий), а также очисткой поверхностей электродов, к-рая достигается нагревом в вакууме, обработкой потоками электронов или ионов инертных газов. Электрич. прочность вакуумного промежутка с необработанными электродами составляет ок. 10⁴ В/см, в то время как промежутки с электродами, прошедшими тщательную механическую, а также электронную и ионную обработки, показывают электрич. прочность, доходящую до 10⁶ В/см.

Литература по вакуумному пробою

Знаете ли Вы, что cогласно релятивистской мифологии "гравитационное линзирование - это физическое явление, связанное с отклонением лучей света в поле тяжести. Гравитационные линзы обясняют образование кратных изображений одного и того же астрономического объекта (квазаров, галактик), когда на луч зрения от источника к наблюдателю попадает другая галактика или скопление галактик (собственно линза). В некоторых изображениях происходит усиление яркости оригинального источника." (Релятивисты приводят примеры искажения изображений галактик в качестве подтверждения ОТО - воздействия гравитации на свет)
При этом они забывают, что поле действия эффекта ОТО - это малые углы вблизи поверхности звезд, где на самом деле этот эффект не наблюдается (затменные двойные). Разница в шкалах явлений реального искажения изображений галактик и мифического отклонения вблизи звезд - 10¹¹ раз. Приведу аналогию. Можно говорить о воздействии поверхностного натяжения на форму капель, но нельзя серьезно говорить о силе поверхностного натяжения, как о причине океанских приливов.
Эфирная физика находит ответ на наблюдаемое явление искажения изображений галактик. Это результат нагрева эфира вблизи галактик, изменения его плотности и, следовательно, изменения скорости света на галактических расстояниях вследствие преломления света в эфире различной плотности. Подтверждением термической природы искажения изображений галактик является прямая связь этого искажения с радиоизлучением пространства, то есть эфира в этом месте, смещение спектра CMB (космическое микроволновое излучение) в данном направлении в высокочастотную область. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.