Стримеры. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Стримеры (англ. stream - поток), узкие светящиеся каналы ионизованного газа, возникающие в предпробойной стадии коронного или искрового разрядов в случае больших pd (р - давление, d - межэлектродное расстояние). Передняя, ярко светящаяся часть нитевидного канала называется головкой С. В зависимости от направления движения головки С. различают катодный и анодный С. Стримерная стадия пробоя газа занимает промежуточное положение между лавинной и искровой. При малых pd лавинная стадия пробоя может сразу перейти в искровую, минуя стадию С. (см. Пробой газа).

Характерным отличием С. от лавины электронной является высокая скорость распространения его головки к катоду или аноду (~ 10⁶ м/с), значительно превосходящая дрейфовую скорость электронов во внешнем электрич. поле. Скорость катодного С. при атм. давлении и d = 1 см примерно на два порядка превосходит скорость лавины. Это служит основанием для выделения С. как самостоятельной предпробойной стадии. Переход лавины в С. наблюдался Г. Ретером (Н. Raether, 1962) в спец. экспериментах с камерой Вильсона. Л. Лёб (L. Loeb) и Дж. М. Мик (J.M.Meek), а также независимо от них Ретер предложили стримерную модель для объяснения высокой скорости формирования самостоятельного разряда. Высокая скорость движения головки С. объясняется действием двух факторов. Во-первых, газ перед головкой С. возбуждается резонансным излучением, что приводит к появлению свободных (затравочных) электронов в реакции ассоциативной ионизации

(Этот канал образования затравочных электронов существенно более эффективен, чем прямая фотоионизация газа.) Во-вторых, существует сильное электрич. поле, создаваемое пространственным зарядом вблизи головки С., превосходящее ср. поле в промежутке и тем самым обеспечивающее высокую скорость ионизации на фронте распространения.

На рис. дана схема развития катодного С. После того, как головка электронной лавины достигнет анода (рис. а), в межэлектродном пространстве остаётся облако ионов. Дочерние лавины, возникающие в результате фотоионизации газа (рис. б), вливаются в облако положительного заряда. Увеличение плотности заряда приводит к развитию самораспространяющегося потока положит. заряда (рис. в, г) - стримера. Предполагается, что в момент перехода лавины в С. в нек-рой точке на оси лавины обращается в нуль результирующее поле (внешнее и поле пространственного заряда лавины),

По совр. представлениям, фронт С. представляет собой нелинейную волну ионизации, волну пространственного заряда, возникающую в свободном пространстве и аналогичную волне горения, волнам в биологически активных средах и т. п. (см. Ионизационные волны. Автоволны).

Для катодного С. большое влияние на формирование фронта оказывает выход излучения из межэлектродного промежутка.

При достижении в головке С. критич. значения поля, соответствующего началу убегания электронов (см. Убегающие электроны ),нарушается локальное равновесие между электрич. полем и распределением электронов по скоростям. Этот факт значительно усложняет модель С.

Литература по стримерам

Знаете ли Вы, как разрешается парадокс Ольберса?
(Фотометрический парадокс, парадокс Ольберса - это один из парадоксов космологии, заключающийся в том, что во Вселенной, равномерно заполненной звёздами, яркость неба (в том числе ночного) должна быть примерно равна яркости солнечного диска. Это должно иметь место потому, что по любому направлению неба луч зрения рано или поздно упрется в поверхность звезды.
Иными словами парадос Ольберса заключается в том, что если Вселенная бесконечна, то черного неба мы не увидим, так как излучение дальних звезд будет суммироваться с излучением ближних, и небо должно иметь среднюю температуру фотосфер звезд. При поглощении света межзвездным веществом, оно будет разогреваться до температуры звездных фотосфер и излучать также ярко, как звезды. Однако в дело вступает явление "усталости света", открытое Эдвином Хабблом, который показал, что чем дальше от нас расположена галактика, тем больше становится красным свет ее излучения, то есть фотоны как бы "устают", отдают свою энергию межзвездной среде. На очень больших расстояниях галактики видны только в радиодиапазоне, так как их свет вовсе потерял энергию идя через бескрайние просторы Вселенной. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.