Импульсный разряд. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Импульсный разряд - электрич. разряд в днэлектрич. среде (газе, вакууме, жидкостях и в твёрдых диэлектриках) при воздействии импульса напряжения, длительность к-рого сравнима или меньше длительности установления стационарной формы горения разряда. Время протекания И. р. условно принято делить на предпробойную стадию (время запаздывания t₃) и стадию пробоя. Время запаздывания пробоя - это интервал от момента приложения к межэлектродному промежутку напряжения статич. пробоя U_ст до начала спада напряжения на электродах, т. е. момента, когда сопротивление ионизованной среды становится сравнимым с сопротивлением внеш. электрич. цепи. Для газового И. р. интервал t₃ условно разбивают на статистич. время запаздывания t_ст, в течение к-рого в межэлектродном промежутке (чаще всего на катоде) появляется хотя бы один электрон, вызывающий развитие электронной лавины, и время формирования пробоя t_ф(t₃=t_ст+t_ф). В случае принудительного инициирования электронов, напр, при облучении межэлектродного зазора, можно добиться выполнения условия t_стЪt_ф. Тогда длительность предпробойной стадии t₃ определяется интенсивностью ионизационных процессов, т. е. прикладываемым к промежутку напряжением или, точнее, превышением амплитудного значения импульса напряжения U₀ над пробивным, к-рое характеризуется т. н. коэфф. импульса b=(U₀-U_ст)/U_ст. Характерные времена формирования И. р. в разл. средах при пробое межэлектродного промежутка длиной d под действием прямоугольных импульсов напряжения разл. амплитуды показаны на рис. При b/1 и отсутствии принудительного инициирования электронов в ряде случаев для И. р. в газе t₃~t_ст. Измерения t₃ в таких условиях позволяют судить о статистике возникновения инициирующих электронов в промежутке. Распределение времён запаздывания пробоя в этом случае обычно подчиняется экспоненциальному закону n(t)=n₀exp(-t/t_ст), где n₀ - общее число пробоев, п(t) - число пробоев, в к-рых реализовано время запаздывания от t и более. Механизм формирования И. р. в газе и особенности его горения в стадии пробоя в значит. степени определяются условиями развития первичных электронных лавин (см. Лавина электронная ).

Зависимость времени формирования импульсного разряда от напряжённости электрического поля для разных сред: 1 - воздух, р=10 атм, d=5 мм; 2 - диэлектрик - вода, d=3 см; 3 - вакуум, d=0,5 мм; 4 - трансформаторное масло, d = 1,2 мм.

При инициировании разряда одиночными электронами, возникающими на поверхности катода [под действием случайных фотонов или ионов (космич. частиц)], число электронов в лавине описывается законом N=ехр(ax), где х - длина пути, пройденная электронами в направлении дрейфа, a - ионизационный коэф. Таунсенда, определяющий закон размножения электронов в лавине. В условиях U~С_ст(b=0) внеш. электрич. поле обычно не искажается пространственными зарядами одиночной первичной электронной лавины. Разряд развивается за счёт вторичных и последующих лавин, к-рые инициируются электронами, выбитыми с поверхности катода при её бомбардировке ионами и фотонами. Такой механизм развития пробоя наз. таунсендовским. В результате пробоя формируется стационарный тлеющий разряд при низких давлениях, а при повыш. давлениях вначале наблюдается кратковрем. фаза тлеющего разряда, к-рый затем переходит в искровой. Для повышенных напряжений U₀ (b/0,2) характерен однолавинный (стримерный) механизм пробоя. В этом случае электронная лавина на длине x_к[d набирает критич. число электронов N_к, при к-ром электрич. поле вблизи головки и в хвосте лавины существенно усиливается. Это способствует быстрому распространению в направлении анода и катода слабопроводящих плазменных образований (стримеров). На стадии пробоя такие образования преобразуются в высокопроводящий искровой канал. В случае, если разряд инициируется большим числом электронов, равномерно распределённых в объёме промежутка, возможно взаимное пространственное перекрытие электронных лавин ещё до того, как Nдостигает N_к. При этом в нач. стадии пробоя в широком диапазоне изменений Р реализуется объёмная форма протекания тока. Через характерные времена (10^-7-10^-6 с) объёмный (тлеющий) разряд переходит в искровой. И. р. широко применяется для создания спец. источников света (лампы для оптич. накачки лазеров, эталонные источники света и т. д.), в газоразрядной электронике, электротехнике.

Литература по импульсным разрядам

Знаете ли Вы, почему "черные дыры" - фикция?
Согласно релятивистской мифологии, "чёрная дыра - это область в пространстве-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть её не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света (в том числе и кванты самого света). Граница этой области называется горизонтом событий, а её характерный размер - гравитационным радиусом. В простейшем случае сферически симметричной чёрной дыры он равен радиусу Шварцшильда".
На самом деле миф о черных дырах есть порождение мифа о фотоне - пушечном ядре. Этот миф родился еще в античные времена. Математическое развитие он получил в трудах Исаака Ньютона в виде корпускулярной теории света. Корпускуле света приписывалась масса. Из этого следовало, что при высоких ускорениях свободного падения возможен поворот траектории луча света вспять, по параболе, как это происходит с пушечным ядром в гравитационном поле Земли.
Отсюда родились сказки о "радиусе Шварцшильда", "черных дырах Хокинга" и прочих безудержных фантазиях пропагандистов релятивизма.
Впрочем, эти сказки несколько древнее. В 1795 году математик Пьер Симон Лаплас писал:
"Если бы диаметр светящейся звезды с той же плотностью, что и Земля, в 250 раз превосходил бы диаметр Солнца, то вследствие притяжения звезды ни один из испущенных ею лучей не смог бы дойти до нас; следовательно, не исключено, что самые большие из светящихся тел по этой причине являются невидимыми." [цитата по Брагинский В.Б., Полнарёв А. Г. Удивительная гравитация. - М., Наука, 1985]
Однако, как выяснилось в 20-м веке, фотон не обладает массой и не может взаимодействовать с гравитационным полем как весомое вещество. Фотон - это квантованная электромагнитная волна, то есть даже не объект, а процесс. А процессы не могут иметь веса, так как они не являются вещественными объектами. Это всего-лишь движение некоторой среды. (сравните с аналогами: движение воды, движение воздуха, колебания почвы). Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.