Контракция газового разряда (сжатие газового разряда). РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Контракция газового разряда (сжатие газового разряда) - резкое, скачкообразное уменьшение поперечного размера области, заполненной разрядным током, возникающее при превышении нек-рого критич. значения давления газа или разрядного тока. При К. г. р. в неск. раз возрастает объёмная плотность энергии в плазме столба и поэтому резко увеличивается общая яркость свечения и изменяется его спектральный состав. Это явление, характерное для всех типов газового разряда, ограничивает возможность практич. использования газоразрядных устройств областью относительно малых давлений и разрядных токов.

Контракция газового разряда происходит при одновременном выполнении двух условий: 1) эффективность образования заряж. частиц резко спадает от оси к стенкам разрядной трубки; 2) характерное время объёмной рекомбинации (нейтрализации) заряж. частиц

много меньше времени их диффузии на стенки разрядной трубки R²₀/D_a (здесь N - плотность заряж. частиц в разряде,

- коэф. объёмной рекомбинации заряж. частиц, R₀ - радиус разрядной трубки, D_a - коэф. амбиполярной диффузии). За время рекомбинации заряж. частицы в процессе диффузии к стенкам разрядной трубки проходят расстояние

к-рое характеризует размер области, заполненной разрядным током. При выполнении указанных выше условий r_е оказывается много меньше радиуса разрядной трубки R₀. Как следует из соотношения (1), радиус разрядного шнура r_е уменьшается с ростом давления или разрядного тока. К. г. р. происходит вследствие возникновения радиальной неоднородности скорости образования заряж. частиц и объёмной нейтрализации заряж. частиц, механизмы к-рых различны в каждой конкретной ситуации.

В разряде инертного газа резкая радиальная неоднородность скорости ионизации атомов электронным ударом связана с тепловым механизмом - повышенным джоулевым нагревом газа вблизи оси трубки, где даже в диффузном состоянии плотности электронов и тока выше, чем на периферии. Выше плотность - больше джоулев нагрев - выше ионизация. Скорость ионизации, зависящая от отношения E/N_a или от степени ионизации N/N_a (Е - напряжённость электрич. поля, N_a - плотность атомов), оказывается нелинейной при плотностях N

10¹¹ см^-3 и уже при весьма малых энерговкладах

Вт/см (i - разрядный ток), когда объёмная нейтрализация заряж. частиц ещё несущественна. Поэтому для К. г. р. в инертных газах необходимо преобладание объёмной рекомбинации ионов и электронов над пристеночной. Это условие выполняется при достаточно высоких давлениях р

10-50 тор, когда основным сортом ионов становится молекулярный ион А₂⁺, эффективно рекомбинирующий в объёме в результате диссоциативной рекомбинации

С ростом энерговклада темп-pa газа в разряде поднимается, при энерговкладах

10-100 Вт/м это приводит к термич. разрушению молекулярных ионов и уменьшению эффективности объёмной рекомбинации заряж. частиц. Возникает явление, обратное К. г. р.- расконтрагирование, к-рое проявляется в возрастании поперечного размера токового шнура с ростом разрядного тока.

В разряде молекулярного газа практически всегда преобладают молекулярные ионы, эффективно нейтрализующиеся в объёме в результате диссоциативной рекомбинации. Подавляющая часть энергии, вводимой в разряд, расходуется на возбуждение молекулярных колебаний. Поэтому термич. неоднородность, наличие к-рой является необходимым условием К. г. р., возникает в случае, когда объёмная столкновит. дезактивация колебательно возбуждённых молекул преобладает над их диффузионным уходом на стенки разрядной трубки. Переход от стеночного механизма дезактивации колебательно возбуждённых молекул к объёмному происходит при превышении определённого значения давления газа. Резкий, лавинообразный характер такого перехода обусловлен резкой температурной зависимостью скорости колебательной релаксации молекул.

Контракция газового разряда в электроотрицательных газах происходит существенно легче за счёт нейтрализации заряж. частиц при образовании отрицат. ионов с последующей ион-ионной рекомбинацией. К. г. р. облегчается также под воздействием внеш. или собств. магн. поля, к-рое подавляет диффузию заряж. частиц (П инч-эффект).

Контракция газового разряда ограничивает выходные характеристики газоразрядных источников света, газовых лазеров, плазмо-химич. и магнитогидродинамич. установок. Эффективным средством подавления этого вредного явления служит конвективная прокачка или турбулизация газа, снижающая термич. неоднородность разряда и уменьшающая время ухода заряж. частиц из разряда.

Литература по контракции газового разряда (сжатию газового разряда)

Знаете ли Вы, что такое мысленный эксперимент, gedanken experiment?
Это несуществующая практика, потусторонний опыт, воображение того, чего нет на самом деле. Мысленные эксперименты подобны снам наяву. Они рождают чудовищ. В отличие от физического эксперимента, который является опытной проверкой гипотез, "мысленный эксперимент" фокуснически подменяет экспериментальную проверку желаемыми, не проверенными на практике выводами, манипулируя логикообразными построениями, реально нарушающими саму логику путем использования недоказанных посылок в качестве доказанных, то есть путем подмены. Таким образом, основной задачей заявителей "мысленных экспериментов" является обман слушателя или читателя путем замены настоящего физического эксперимента его "куклой" - фиктивными рассуждениями под честное слово без самой физической проверки.
Заполнение физики воображаемыми, "мысленными экспериментами" привело к возникновению абсурдной сюрреалистической, спутанно-запутанной картины мира. Настоящий исследователь должен отличать такие "фантики" от настоящих ценностей.

Релятивисты и позитивисты утверждают, что "мысленный эксперимент" весьма полезный интрумент для проверки теорий (также возникающих в нашем уме) на непротиворечивость. В этом они обманывают людей, так как любая проверка может осуществляться только независимым от объекта проверки источником. Сам заявитель гипотезы не может быть проверкой своего же заявления, так как причина самого этого заявления есть отсутствие видимых для заявителя противоречий в заявлении.

Это мы видим на примере СТО и ОТО, превратившихся в своеобразный вид религии, управляющей наукой и общественным мнением. Никакое количество фактов, противоречащих им, не может преодолеть формулу Эйнштейна: "Если факт не соответствует теории - измените факт" (В другом варианте " - Факт не соответствует теории? - Тем хуже для факта").

Максимально, на что может претендовать "мысленный эксперимент" - это только на внутреннюю непротиворечивость гипотезы в рамках собственной, часто отнюдь не истинной логики заявителя. Соответсвие практике это не проверяет. Настоящая проверка может состояться только в действительном физическом эксперименте.

Эксперимент на то и эксперимент, что он есть не изощрение мысли, а проверка мысли. Непротиворечивая внутри себя мысль не может сама себя проверить. Это доказано Куртом Гёделем.

Понятие "мысленный эксперимент" придумано специально спекулянтами - релятивистами для шулерской подмены реальной проверки мысли на практике (эксперимента) своим "честным словом". Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.