Скользящий разряд. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Скользящий разряд - разновидность импульсного искрового разряда по поверхности диэлектрика. Картины распределения искровых каналов по поверхности диэлектрика при С. р. впервые наблюдались в 1777 Г. К. Лихтенбергом (G. Ch. Lichtenberg) и наз. Лихтенберга фигурами. В сильных разрядах высокие давления и температуры деформируют поверхность диэлектрика, запечатлевая фигуры Лихтенберга; в слабых разрядах их можно сделать видимыми, посыпая поверхность диэлектрика спец. порошком или проявляя подложенную под слой диэлектрика фотопластинку. Впервые в фотографии С. р. был использован в 1887 А. Тёплером (A. Toepler).

Типичная конфигурация электродов, между к-рыми происходит С. р., приведена на рис. 1: один из электродов (1)представляет собой тонкую проволочку, другой (3) - плоскую поверхность, отделённую от первого слоем диэлектрика (2), по к-рому стелется разряд.

Рис. 1. Скользящий по поверхности диэлектрика разряд: 1 - инициирующий электрод; 2 - диэлектрическая подложка; 3 - металлическая подложка - второй электрод.

Такая электродная конфигурация создаёт резко неравномерное электрич. поле Е с преобладанием нормальной составляющей к поверхности диэлектрика. Поэтому в С. р. могут быть достигнуты высокие значения Е при умеренных амплитудах питающих высоковольтных импульсов.

При воздействии на электроды С. р. высоковольтного импульса напряжения с амплитудой 10⁴-10⁵ В и скоростью нарастания ~10¹² В/с в разрядном промежутке складываются условия, характерные для наносекундного пробоя электрического. Напряжённость электрич. поля в промежутке может усиливаться до 10² раз на микронеровностях поверхности диэлектрика и электродов. При этом время развития разряда становится соизмеримым со временем протекания элементарных процессов в плазме, что приводит к отклонению от лавинного (таунсендовского) и стримерного механизмов (см. Пробой газа ),и даже при протекании больших токов (-10⁵ А) разряд остаётся диффузным, канал дугового разряда не образуется.

В таких жёстких режимах ток лидерной (незавершённой) стадии может превышать ток последующего завершённого С. р., замыкающего разрядный промежуток, а излучение разряда на этой стадии содержит интенсивную УФ-компоненту (вплоть до мягкого рентгена). Это излучение создаёт свободные фотоэлектроны на расстояниях, значительно превышающих критич. размеры первичных лавин. При импульсном напряжении 50- 200 кВ вдоль поверхности диэлектрика легко возникают плазменные поверхности протяжённостью до 200 см, яркостная темп-pa к-рых может достигать 6*10⁴ К. Специфика С. р. определяется активным взаимодействием плазмы разряда с поверхностью диэлектрика, что отражается на спектральных характеристиках излучения плазмы. Канал С. р. ограничен в пространстве диэлектрич. подложкой, поэтому площадь его сечения меньше, а погонное электрич. сопротивление соответственно больше, чем у свободного искрового разряда. Малая индуктивность и. относительно большое сопротивление завершённого С. р. обеспечивают высокую мощность энерговыделения в канале разряда, что приводит к образованию плотной высокотемпературной плазмы с большой площадью излучающей поверхности (

м²).

Рис. 2. Спектр излучения электрических разрядов Б азоте при атмосферном давлении: а - искровой разряд между вольфрамовыми электродами; б - завершённый скользящий разряд по поверхности лавсановой плёнки.

Поступление паров диэлектрика в плазму С. р. изменяет спектр его излучения, что важно при использовании С. р. как открытого источника УФ-излучения. На рис. 2 представлены спектры обычного искрового и скользящего по поверхности диэлектрика разрядов при одинаковом уд. энерговкладе. Видно, что в области вакуумного ультрафиолета интенсивность спектральных линий в случае С. р. на порядок выше. Т. к. спектр излучения С. р. имеет ярко выраженную дискретность, то возможно повышать интенсивность излучения в нужной спектральной области подбором соответствующего материала диэлектрич. подложки.

С. р. широко применяется при решении ряда научно-прикладных задач, в частности при создании низкоиндуктивных сильноточных коммутаторов, источников предионизации в импульсных газовых лазерах, плазменных электродов для организации однородного сильноточного объёмного разряда при повышенных давлениях (см. Электроды плазменные ).Плазма С. р. используется в качестве активной среды лазеров на самоограниченных переходах (лазеры на N₂, Ar, Ne и др.).

Литература по скользящим 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.