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 электромагнитное и другие поля есть различные типы колебаний, деформаций и вариаций давления в эфире.

Понятие же "физического вакуума" в релятивистской квантовой теории поля подразумевает, что во-первых, он не имеет физической природы, в нем лишь виртуальные частицы у которых нет физической системы отсчета, это "фантомы", во-вторых, "физический вакуум" - это наинизшее состояние поля, "нуль-точка", что противоречит реальным фактам, так как, на самом деле, вся энергия материи содержится в эфире и нет иной энергии и иного носителя полей и вещества кроме самого эфира.

В отличие от лукавого понятия "физический вакуум", как бы совместимого с релятивизмом, понятие "эфир" подразумевает наличие базового уровня всей физической материи, имеющего как собственную систему отсчета (обнаруживаемую экспериментально, например, через фоновое космичекое излучение, - тепловое излучение самого эфира), так и являющимся носителем 100% энергии вселенной, а не "нуль-точкой" или "остаточными", "нулевыми колебаниями пространства". Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.