Хийн ионжуулалт. Өөрийгөө тэтгэдэггүй, өөрийгөө тэтгэдэг хийн ялгадас
Электролитийн уусмалаас ялгаатай нь хий нь хэвийн нөхцөлнь төвийг сахисан молекулуудаас (эсвэл атомуудаас) тогтдог тул тусгаарлагч болдог. Гадны нөлөөний (ионжуулагч) нөлөөн дор түүний молекулуудын дор хаяж нэг хэсэг нь ионжсон (ион болж хувирсан) үед хий нь цахилгаан гүйдлийн дамжуулагч болдог. Ионжуулалтын үед нэг электрон ихэвчлэн хийн молекулаас гадагшилдаг бөгөөд энэ нь молекулыг эерэг ион болгоход хүргэдэг. Зугтсан электрон нь хэсэг хугацаанд чөлөөтэй байх юм уу эсвэл нэн даруй саармаг хийн молекулуудын аль нэгэнд наалдаж, сөрөг ион болгон хувиргадаг. Тиймээс ионжуулсан хий нь эерэг ба сөрөг ионууд, чөлөөт электронуудыг агуулдаг.
Молекулаас (атом) нэг электроныг таслахын тулд ионжуулагч нь иончлолын ажил гэж нэрлэгддэг тодорхой хэмжээний ажлыг гүйцэтгэх ёстой; ихэнх хийн хувьд 5-аас 25 эВ хооронд хэлбэлздэг. Хийн ионжуулагч нь рентген туяа (§ 125-ыг үзнэ үү), цацраг идэвхт цацраг (§ 139-ийг үзнэ үү), сансрын туяа (§ 145-ыг үзнэ үү), хүчтэй халаалт, хэт ягаан туяа (§ 120-ыг үзнэ үү) болон бусад хүчин зүйлүүд байж болно.
Хийн доторх иончлолын зэрэгцээ ионуудыг дахин нэгтгэх процесс явагддаг. Үүний үр дүнд тодорхой ионы концентрациар тодорхойлогддог тэнцвэрийн төлөв үүснэ, түүний утга нь ионжуулагчийн хүчнээс хамаарна.
Хэрэв гадны зүйл байгаа бол цахилгаан оронИонжсон хийд ялгаатай ионуудын харилцан эсрэг чиглэлд хөдөлгөөн, электронуудын хөдөлгөөний улмаас гүйдэл үүсдэг.
Хийн зуурамтгай чанар багатай тул хийн ионуудын хөдөлгөөн нь электролитийн ионуудаас хэдэн мянга дахин их байдаг бөгөөд ойролцоогоор
Ионжуулагч ажиллахаа болих үед хий дэх ионуудын концентраци хурдан тэг болж (гүйдлийн эх үүсвэрийн электродууд руу ионуудыг дахин нэгтгэж, зайлуулсантай холбоотой) гүйдэл зогсдог. Гадны ионжуулагч шаардлагатай байгаа гүйдлийг өөрөө тогтворгүй хийн ялгадас гэж нэрлэдэг.
Хангалттай хүчтэй цахилгаан оронтой бол өөрөө иончлох процессууд хийд эхэлдэг бөгөөд үүний ачаар гадны ионжуулагч байхгүй тохиолдолд гүйдэл байж болно. Энэ төрлийн гүйдлийг бие даасан хийн ялгадас гэж нэрлэдэг.
Өөрийгөө ионжуулах үйл явц ерөнхий тоймдараах байдалтай байна. Байгалийн нөхцөлд хий нь агаар мандал, хөрс, усанд агуулагдах цацраг идэвхт бодис, сансрын туяа, цацраг зэрэг байгалийн ионжуулагчаар үүсгэгдсэн бага хэмжээний чөлөөт электрон, ионуудыг агуулдаг. Хангалттай хүчтэй цахилгаан орон нь эдгээр бөөмсийг хурдасгаж, кинетик энерги нь иончлолын ажлаас давж гардаг. Дараа нь төвийг сахисан молекулуудтай мөргөлдөх (электрод руу явах замд) электрон ба ионууд тэдгээрийг ионжуулах болно. Мөргөлдөөний үед үүссэн шинэ (хоёрдогч) электронууд болон ионууд нь талбайн нөлөөгөөр хурдасч, улмаар шинэ саармаг молекулуудыг ионжуулдаг гэх мэт. Хийн тайлбарласан өөрөө иончлолыг цохилтын ионжуулалт гэж нэрлэдэг.
Чөлөөт электронууд нь талбайн хүч чадалд ч гэсэн цохилтын иончлолыг үүсгэдэг, ионуудын хувьд зөвхөн талбайн хүч чадлын хувьд энэ ялгаа нь хэд хэдэн шалтгааны улмаас үүсдэг электронуудын хувьд хий дэх чөлөөт дундаж зам нь ионуудынхаас хамаагүй их байдаг. Тиймээс электронууд нөлөөллийн иончлолд шаардлагатай бодисыг олж авдаг кинетик энергиионуудаас бага талбайн хүч чадалтай. Гэсэн хэдий ч тийм биш ч гэсэн хүчтэй талбайнуудэерэг ионууд нь хийн өөрийгөө ионжуулахад маш чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Баримт нь эдгээр ионуудын энерги нь электроныг металлаас гаргахад хангалттай юм. Тиймээс талбайн нөлөөгөөр хурдассан эерэг ионууд нь талбайн эх үүсвэрийн металл катодыг цохиж, электронуудыг устгаж, улмаар талбайн нөлөөгөөр хурдасч, төвийг сахисан молекулуудын иончлолыг үүсгэдэг.
Энерги нь нөлөөллийн иончлолд хангалтгүй байдаг ион ба электронууд нь молекулуудтай мөргөлдөхдөө тэднийг өдөөгдсөн төлөвт оруулдаг, өөрөөр хэлбэл электрон бүрхүүлд зарим энергийн өөрчлөлтийг үүсгэдэг. Дараа нь өдөөгдсөн молекул (эсвэл атом) хэвийн төлөвт орж, цахилгаан соронзон энергийн тодорхой хэсгийг ялгаруулдаг - фотон (процессууд)
§ 132-136-д атомын өдөөлт, тэдгээрийн фотон ялгаруулалт, шингээлтийг авч үзэх болно. Фотонуудын ялгарал нь хийн гэрэлтэлтээр илэрдэг. Үүнээс гадна, хийн молекулуудын аль нэгэнд шингэсэн фотон нь түүнийг ионжуулж чаддаг; Энэ төрлийн иончлолыг фотоник гэж нэрлэдэг. Эцэст нь, катодыг цохиж буй фотон нь түүнээс электроныг (гадаад фотоэлектрик эффект) устгаж, улмаар төвийг сахисан молекулын иончлолыг үүсгэдэг.
Нөлөөллийн болон фотоны иончлолын үр дүнд катодоос электронуудыг эерэг ион ба фотоноор таслан авснаар хийн нийт эзэлхүүн дэх ион ба электронуудын тоо огцом нэмэгддэг (цасны нуранги шиг). Хийн доторх гүйдэл байхын тулд гадны ионжуулагч хэрэггүй болсон. Хийн ялгаралт нь бие даасан болдог. Хийн өөрөө иончлох үйл явцыг схемийн дагуу Зураг дээр үзүүлэв. 208-д төвийг сахисан молекулуудыг цагаан тойрог, эерэг ионыг нэмэх тэмдэгтэй тойрог, электроныг хар тойрог, фотоныг долгионы шугамаар дүрсэлсэн байна.
Зураг дээр. 209-д хийн гүйдлийн хүч нь талбайн хүч эсвэл катод ба анодын хоорондох хүчдэлээс хамаарах туршилтын графикийг үзүүлэв.
электродуудын хоорондох зай хаана байна. Муруйн хэсэгт гүйдэл нь Ом хуулийн дагуу талбайн хүч чадалтай пропорциональ ойролцоогоор нэмэгддэг). Үүнийг хүчдэл нэмэгдэхийн хэрээр ион ба электронуудын дараалсан хөдөлгөөний хурд нэмэгдэж, улмаар электродууд руу 1 секундын дотор дамжих цахилгааны хэмжээ (гүйдэл) нэмэгддэгтэй холбон тайлбарлаж байна. Талбайн хүч 1 секундын дотор гадны ионжуулагчийн үүсгэсэн бүх ион ба электронууд электродуудад нэгэн зэрэг ойртоход хүрч ирэхэд гүйдлийн өсөлт зогсох нь ойлгомжтой.
Хий нь хэт өндөр биш температур, атмосферийн ойролцоо даралттай үед сайн тусгаарлагч болдог. Хэрэв та цэнэглэгдсэн электрометрийг хуурай агаар мандлын агаарт байрлуулсан бол түүний цэнэг удаан хугацаанд өөрчлөгдөөгүй хэвээр байна. Үүнийг ердийн нөхцөлд хий нь саармаг атом, молекулуудаас бүрдэх ба чөлөөт цэнэг (электрон ба ион) агуулаагүйтэй холбон тайлбарладаг. Хий нь зарим молекулууд нь ионжсон үед л цахилгаан дамжуулагч болдог. Ионжуулахын тулд хий нь ямар нэгэн ионжуулагчид өртөх ёстой: жишээлбэл, цахилгаан гүйдэл, рентген туяа, цацраг эсвэл хэт ягаан туяаны цацраг, лааны дөл гэх мэт. (сүүлийн тохиолдолд хийн цахилгаан дамжуулах чанар нь халаалтаас үүсдэг).
Хийн иончлолын үед нэг буюу хэд хэдэн электронууд атом эсвэл молекулын гаднах электрон бүрхүүлээс салгагддаг бөгөөд энэ нь чөлөөт электронууд болон эерэг ионууд үүсэхэд хүргэдэг. Электронууд нь төвийг сахисан молекулууд болон атомуудад наалдаж, сөрөг ион болгон хувиргаж чаддаг. Иймээс ионжуулсан хий нь эерэг ба сөрөг цэнэгтэй ионууд, чөлөөт электронуудыг агуулдаг. Э Хийн доторх цахилгаан гүйдлийг хийн ялгадас гэж нэрлэдэг. Тиймээс хий дэх гүйдэл нь тэмдэг ба электронуудын аль алиных нь ионуудаар үүсгэгддэг. Ийм механизмтай хийн ялгаралт нь бодисын дамжуулалт дагалддаг, жишээлбэл. Ионжуулсан хий нь хоёр дахь төрлийн дамжуулагч гэж ангилагдана.
Молекул эсвэл атомаас нэг электроныг зайлуулахын тулд тодорхой хэмжээний А ажлыг гүйцэтгэх шаардлагатай бөгөөд i.e. бага зэрэг эрчим хүч зарцуул. Үүнийг энерги гэж нэрлэдэг иончлолын энерги , атомуудын утгууд янз бүрийн бодисууд 4÷25 эВ дотор орших. Ионжуулалтын процесс нь ихэвчлэн хэмжигдэхүүнээр тодорхойлогддог иончлолын боломж :
Хийн иончлолын үйл явцтай зэрэгцэн, урвуу үйл явц- рекомбинацын үйл явц: эерэг ба сөрөг ионууд эсвэл эерэг ион ба электронууд бие биетэйгээ уулзаж, саармаг атом, молекулуудыг үүсгэх. Ионжуулагчийн нөлөөн дор илүү их ион гарч ирэх тусам дахин нэгтгэх үйл явц илүү эрчимтэй явагдана.
Хатуухан хэлэхэд хийн цахилгаан дамжуулах чанар нь хэзээ ч тэг байдаггүй, учир нь энэ нь дэлхийн гадаргуу дээр байдаг цацраг идэвхт бодисын цацрагийн үйл ажиллагааны үр дүнд үүссэн чөлөөт цэнэгийг үргэлж агуулдаг. сансрын цацраг. Эдгээр хүчин зүйлсийн нөлөөн дор иончлолын эрчим бага байна. Агаарын цахилгаан дамжуулах чанар нь тийм ч сайн дулаалгатай байсан ч цахилгаанжуулсан биеэс цэнэг алдагдахад хүргэдэг.
Хийн ялгарлын шинж чанарыг хийн найрлага, түүний температур, даралт, электродын хэмжээ, тохиргоо, материал, түүнчлэн хэрэглэсэн хүчдэл ба гүйдлийн нягтаар тодорхойлно.
Ионжуулагчийн тасралтгүй, тогтмол эрчимтэй нөлөөлөлд өртөх хийн цоорхой (Зураг) агуулсан хэлхээг авч үзье. Ионжуулагчийн үйл ажиллагааны үр дүнд хий нь зарим цахилгаан дамжуулах чанарыг олж авдаг бөгөөд хэлхээнд гүйдэл гүйдэг. Зураг дээр хоёр ионжуулагчийн одоогийн хүчдэлийн шинж чанарыг (гүйдлийн ба хэрэглэсэн хүчдэл) харуулав. Хоёр дахь ионжуулагчийн бүтээмж (1 секундын дотор ионжуулагчийн хийн завсарт үүсгэсэн ионы хосын тоо) эхнийхээс их байна. Бид ионжуулагчийн бүтээмжийг тогтмол бөгөөд n 0-тэй тэнцүү гэж үзнэ. Маш бага даралттай үед бараг бүх салсан электронууд нь саармаг молекулуудад баригдаж, сөрөг цэнэгтэй ионуудыг үүсгэдэг. Рекомбинацийг харгалзан бид хоёр тэмдгийн ионы концентраци ижил ба n-тэй тэнцүү байна гэж үздэг. Цахилгаан орон дахь өөр өөр тэмдэгт ионуудын шилжилтийн дундаж хурд нь өөр өөр байна: , . b - ба b + - хийн ионуудын хөдөлгөөн. Одоо I бүсийн хувьд (5)-ыг харгалзан бид дараах зүйлийг бичиж болно.
Эндээс харахад I бүсэд хүчдэл нэмэгдэхийн хэрээр шилжилт хөдөлгөөний хурд нэмэгдэх тусам гүйдэл нэмэгддэг. Хурд нэмэгдэхийн хэрээр дахин нэгтгэх ионы хосуудын тоо буурна.
II бүс - ханалтын гүйдлийн бүс - ионжуулагчийн үүсгэсэн бүх ионууд дахин нэгдэх цаг завгүйгээр электродуудад хүрдэг. Ханалтын гүйдлийн нягт
j n = q n 0 d, (28)
Энд d нь хийн завсарын өргөн (электродуудын хоорондох зай). (28)-аас харахад ханалтын гүйдэл нь ионжуулагчийн ионжуулагчийн нөлөөллийн хэмжүүр юм.
U p p (III муж) -аас их хүчдэлтэй үед электронуудын хурд нь төвийг сахисан молекулуудтай мөргөлдөх үед иончлолыг үүсгэх чадвартай байдаг. Үүний үр дүнд нэмэлт An 0 ионы хосууд үүсдэг. А хэмжигдэхүүнийг хийн ашгийн коэффициент гэж нэрлэдэг . III бүсэд энэ коэффициент нь n 0-ээс хамаарахгүй, U-аас хамаарна.Иймээс. тогтмол U үед электродуудад хүрэх цэнэг нь ионжуулагчийн гүйцэтгэлтэй шууд пропорциональ байна - n 0 ба хүчдэл U. Ийм учраас III бүсийг пропорциональ бүс гэж нэрлэдэг. U pr – пропорциональ байдлын босго. Хийн олшруулах хүчин зүйл А нь 1-ээс 104 хүртэлх утгатай байна.
Хэсэгчилсэн пропорциональ бүс нутаг болох IV бүсэд хийн олзын коэффициент нь n-ээс хамаарч эхэлдэг 0. Энэ хамаарал нь U нэмэгдэх тусам нэмэгдэнэ. Гүйдэл огцом нэмэгддэг.
0 ÷ U г хүчдэлийн мужид ионжуулагч идэвхтэй үед л хийн гүйдэл бий болно. Хэрэв ионжуулагчийн үйл ажиллагаа зогсвол гадагшлах нь бас зогсдог. Гадны ионжуулагчийн нөлөөн дор л байдаг ялгадасыг өөрөө тогтворгүй гэж нэрлэдэг.
Ug хүчдэл нь ионжуулагчийг унтраасны дараа ч хийн цоорхой дахь процесс арилахгүй байх үеийн төлөвтэй тохирч буй Гейгер мужийн босго юм. ялгадас нь бие даасан ялгадасын шинж чанарыг олж авдаг. Анхдагч ионууд нь зөвхөн хийн ялгаралт үүсэхэд түлхэц өгдөг. Энэ бүсэд хоёр тэмдгийн их хэмжээний ионууд иончлох чадварыг олж авдаг. Гүйдлийн хэмжээ нь n 0-ээс хамаарахгүй.
VI бүсэд хүчдэл нь маш өндөр байдаг тул цэнэг алдагдах нь зогсохгүй - тасралтгүй цэнэгийн бүс.
Өөрөө гадагшилдаггүй гүйдлийг зөвхөн тасралтгүй боловсролямар нэгэн гадны шалтгаанаар цэнэглэгдсэн бөөмсүүд үүсэх ба цэнэгийн үүсэх эх үүсвэр зогссоны дараа зогсдог. Цэнэгүүдийг электродын гадаргуу болон гадагшлуулах хоолойн эзэлхүүн дээр үүсгэж болно. Бие даасан ялгадас Энэ нь цэнэгийг хадгалахад шаардлагатай цэнэглэгдсэн тоосонцор нь цэнэгийн үед өөрөө үүсдэг, өөрөөр хэлбэл тэдгээрийн тоо наад зах нь цаг хугацааны явцад буурдаггүй (тогтмол хүчдэлийн үед). Та өөрөө цэнэглэх гүйдлийн хүчдэлийн шинж чанарыг арилгаж болно (Г.Н. Рохлин, 5.1-р зураг, 156-р хуудсыг үз).
Бие даасан бус ялгадасыг бие даасан хэлбэрийн аль нэгэнд шилжүүлэх механизм нь олон шалтгаанаас хамаардаг боловч шилжилтийн ерөнхий шалгуур нь дунджаар нэг шалтгааны улмаас цэнэгтэй бөөм бүр алга болох нөхцөл юм. эсвэл өөр нь оршин байх хугацаандаа дор хаяж нэг орлуулагчийг бий болгодог.
Хоёр төрлийн ялгадас гарах үед гадагшлуулах хоолойд тохиолддог процессуудыг тайлбарлая.
Өөрийгөө тэтгэдэггүй ялгадас- зөвхөн катодоос электрон ялгаруулах "хиймэл" (халаалт, богино долгионы цацрагт өртөх) тохиолдолд л боломжтой.
Таунсенд цасан нуранги.Катодоос ялгарсан электрон нь электродуудын хоорондох цахилгаан талбайн нөлөөн дор хурдасч, энерги олж авдаг. Атомыг ионжуулах, шинэ электрон, ион үүсгэх боломж бий. Тиймээс талбайн нөлөөн дор "суллагдсан" электронууд тодорхой хэмжээний энерги олж авахаас гадна атомуудыг ионжуулдаг. Тиймээс чөлөөт электронуудын тоо эрчим хүчний хуулийн прогрессоор нэмэгддэг (бид ионгүйжүүлэх механизмыг авч үзэхгүй).
Бие даасан гадагшлуулах.Дээрх үйл явц нь өөрөө цэнэггүйдэл үүсэхийг тайлбарлахад хангалтгүй: энэ механизм нь катодоос шинэ электронуудын харагдах байдлыг тайлбарлахгүй. Ерөнхийдөө цэнэгийг бие даасан болгохын тулд харилцан үйлчлэлийн гинжин хэлхээний үр дүнд катодоос ялгарсан электрон бүр катодоос дор хаяж 1 электроныг гадагшлуулах ёстой. Атомыг электроноор ионжуулах үед чөлөөт электроноос гадна талбайн үйл ажиллагааны дор электронуудын эсрэг чиглэлд - катод руу хөдөлдөг ион гарч ирдэг гэдгийг санаарай. Ионы катодтой мөргөлдсөний үр дүнд сүүлийнхээс электрон ялгарч болно (энэ процессыг хоёрдогч электрон ялгаруулалт ). Механизм нь өөрөө тохирдог харанхуй өөрөө ялгадас. Өөрөөр хэлбэл, ийм нөхцөлд цацраг туяа үүсэхгүй. Энэ хэсгийн уналтын шинж чанарыг (Рохлин Г.Н., 5.1-р зургийг үз, 156-р хуудсыг үз) илүү их гүйдлийн үед цэнэгийн бие даасан байдлыг хадгалахын тулд бага электрон энерги шаардлагатай байдаг тул хурдатгалын талбайнууд бага байдагтай холбон тайлбарладаг.
Ердийн гялалзсан ялгадас- катод дахь гүйдлийн нягт ба хүчдэлийн уналт тогтмол байна. Нийт гүйдэл нэмэгдэхийн хэрээр электродын ялгаруулах талбай тогтмол гүйдлийн нягттай үед нэмэгддэг. Ийм гүйдлийн үед эерэг баганын гэрэлтэлт ба электродын ойролцоох бүсүүд аль хэдийн гарч ирдэг. Катодоос электрон үүсэх нь хоёрдогч үйл явцын улмаас (ионоор бөмбөгдөлт, хурдан атомууд; фото ялгарал) явагддаг. Харанхуй бие даасан ялгадасаас гэрэлтэх рүү шилжих явцад электродын ойролцоох мужууд ба цэнэгийн багана үүсдэг.
Аномаль гялалзах ялгадас. Катодын талбай бүхэлдээ электрон ялгаруулдаг тул гүйдэл ихсэх тусам нягт нь нэмэгддэг. Энэ тохиолдолд катодын хүчдэлийн уналт маш огцом нэмэгддэг, учир нь нэгж талбайд ялгарах электронуудын тоог (өөрөөр хэлбэл гүйдлийн нягтрал) нэмэгдүүлэх бүрт улам их энерги шаардагдана. Катодоос электрон ялгаруулах механизм өөрчлөгдөөгүй хэвээр байна.
At нуман гүйдэлд шилжих гарч ирнэ термионы ялгаралт катодоос- гүйдэл нь түүнд дулааны нөлөө үзүүлдэг. Өөрөөр хэлбэл, ялгаруулах механизм нь өмнөх тохиолдлуудаас үндсэндээ ялгаатай болсон. Катодын хүчдэлийн уналт буурч, дүүргэх хийн потенциалын дараалалд ордог (үүнээс өмнө хоёрдогч ялгаралтын явцад үүссэн хүчдэлийн уналтыг нэмсэн).
Нуман урсац. Их хэмжээний гүйдэл, бага хүчдэлийн уналт, гадагшлуулах баганын их хэмжээний гэрлийн урсгал.
Халаасан катодын хувьд одоогийн хүчдэлийн шинж чанар нь өөр өөр харагдах болно. Энэ нь хоёрдогч ялгаруулалтын процессоос хамаардаггүй; бүх зүйл зөвхөн ялгадас дахь ионжуулалтаар тодорхойлогддог (тэдгээрийг α-р дүрсэлсэн). Цутгах гал авалцсаны дараа катодыг ялгаруулах цоорхойноос гарч буй ионуудаар халаана.
Хийн цоорхойг задалсны дараа өөрөө гадагшлуулах хэлбэр нь гадаад хэлхээний нөхцөл, электродууд болон хийн цоорхой дахь үйл явцаас хамаарна.
Электродуудын хооронд байрлах хий (Зураг 81.1) ямар нэгэн ионжуулагч бодис (жишээлбэл, рентген туяа) -д тасралтгүй, тогтмол эрчимтэй нөлөөлнө. Ионжуулагчийн үйлдэл нь зарим хийн молекулуудаас нэг буюу хэд хэдэн электроныг салгахад хүргэдэг бөгөөд үүний үр дүнд эдгээр молекулууд эерэг цэнэгтэй ион болж хувирдаг.
Маш бага даралттай үед салсан электронуудыг ихэвчлэн саармаг молекулууд барьж авдаг бөгөөд ингэснээр сөрөг цэнэгтэй ионууд болдог. Нэгж эзэлхүүнд секундэд ионжуулагчийн нөлөөгөөр үүссэн хос ионы тоог .
Ионжуулалтын үйл явцын зэрэгцээ хийд ионы рекомбинаци, өөрөөр хэлбэл ялгаатай ионууд уулзах үед саармагжуулах эсвэл эерэг ион ба электроныг саармаг молекул болгон нэгтгэх зэрэг явагддаг. Эсрэг тэмдэгттэй хоёр ион уулзах магадлал нь эерэг ба сөрөг ионуудын тоотой пропорциональ байна. Тиймээс нэгж эзэлхүүн дэх секундэд дахин нэгдэх ионы хосын тоо нь нэгж эзэлхүүн дэх ионы хосын тооны квадраттай пропорциональ байна.
(- пропорциональ коэффициент).
Тэнцвэрийн төлөвт шинээр гарч ирж буй ионуудын тоо нь дахин нэгдэж буй ионуудын тоотой тэнцүү байна.
Эндээс ионуудын тэнцвэрт концентрацийн хувьд (нэг эзэлхүүн дэх хос ионы тоо) дараах илэрхийлэлийг олж авна.
Сансрын цацраг, цацраг идэвхт бодисын ул мөрийн нөлөөн дор дэлхийн царцдас, 1 см3 агаар мандлын агаарт дунджаар секундэд хэд хэдэн хос ион гарч ирдэг. Eair-ийн коэффициент нь тэнцүү байна Эдгээр тоог (81.3) томьёонд орлуулбал агаар дахь ионы тэнцвэрт концентрацийн дарааллын утгыг өгнө. Энэ концентраци нь мэдэгдэхүйц цахилгаан дамжуулах чадварыг бий болгоход хангалтгүй юм. Цэвэр, хуурай агаар нь маш сайн тусгаарлагч юм.
Хэрэв электродуудад хүчдэл хэрэглэвэл ион алдагдах нь зөвхөн рекомбинациас гадна талбараас электродууд руу ионуудыг сорох зэргээс шалтгаална. Секунд тутамд нэг нэгж эзэлхүүнээс хос ионыг сорж гарга. Хэрэв ион бүрийн цэнэг бол электрод дээрх нэг хос ионыг саармагжуулах нь гинжин хэлхээний дагуу e цэнэгийг шилжүүлэх замаар дагалддаг бөгөөд секунд тутамд хос ионууд электродуудад хүрдэг (S нь электродын талбай юм , l нь тэдгээрийн хоорондох зай нь бүтээгдэхүүн нь электродын зайны эзэлхүүнтэй тэнцүү байна); Тиймээс хэлхээний гүйдэл нь тэнцүү байна
одоогийн нягтрал хаана байна.
Гүйдэл байгаа тохиолдолд тэнцвэрийн нөхцөл дараах байдалтай байна.
Энд (81.1) ба (81.4) илэрхийллүүдийг орлуулснаар бид хамааралд хүрнэ.
Гүйдлийн нягтыг илэрхийллээр тодорхойлно
эерэг ба сөрөг ионуудын хөдөлгөөн хаана байна (томъёо (79.5)-ыг үзнэ үү).
Хязгаарлагдмал хоёр тохиолдлыг авч үзье - сул талбайн тохиолдол ба хүчтэй талбайн тохиолдол.
Сул талбаруудын хувьд гүйдлийн нягт нь маш бага байх бөгөөд (81.5) -тай харьцуулахад (энэ нь электродын хоорондын зайнаас ионуудын алдагдал нь ихэвчлэн рекомбинацийн улмаас үүсдэг гэсэн үг) хамааралтай нэр томъёог үл тоомсорлож болно. Дараа нь (81.5) (81.2) болж хувирч, тэнцвэрт ионы концентрацийн илэрхийлэл (81.3) гарна. Энэ утгыг (81.6) томъёонд орлуулбал гарна
Үүссэн томъёоны E-ийн хүчин зүйл нь талбайн хүчнээс хамаарахгүй. Иймээс сул талбайн хувьд бие даасан хийн ялгадас нь Ом-ийн хуулийг дагаж мөрддөг.
Хийн дэх ионуудын хөдөлгөөн чухал учраас тэнцвэрийн концентраци болон талбайн хүч нь одоогийн нягт байх болно
(81.6 томьёог үзнэ үү); ионууд дангаараа цэнэглэгдсэн гэж үзнэ).
Хүчтэй талбайн хувьд (81.5) томъёоны нэр томьёотой харьцуулахад үл тоомсорлож болно Энэ нь бараг бүх үүссэн ионууд дахин нэгдэх цаггүйгээр электродуудад хүрдэг гэсэн үг юм. Энэ нөхцөлд (81.5) хамаарал нь хэлбэртэй байна
Энэ гүйдлийн нягтыг электродуудын хооронд байрлуулсан нэгж хөндлөн огтлолтой хийн баганад ионжуулагчаас үүссэн бүх ионууд үүсгэнэ. Иймээс энэ гүйдлийн нягт нь өгөгдсөн ионжуулагчийн эрчимтэй үед хамгийн их байдаг ба өгөгдсөн зайэлектродуудын хооронд. Үүнийг ханалтын гүйдлийн нягт гэж нэрлэдэг
-д тооцоолъё дараах нөхцөлүүд: (ойролцоогоор ион үүсэх хурд атмосферийн агаархэвийн нөхцөлд) Эдгээр өгөгдлийг (81.8) томъёонд орлуулснаар гарна
Энэхүү тооцоолол нь хэвийн нөхцөлд агаар дамжуулах чанар нь маш бага байгааг харуулж байна.
E-ийн завсрын утгуудад E-ийн шугаман хамаарлаас ханасан байдал руу жигд шилжилт явагдаж, хүрэхэд E-ээс хамаарахаа болино (81.2-р зураг дээрх хатуу муруйг үзнэ үү). Ханалтын бүсээс цааш гүйдлийн огцом өсөлтийн бүс байдаг (тасархай шугамаар харуулсан муруйн хэсгийг үзнэ үү). Энэхүү өсөлтийг E-ийн тодорхой утгаас эхлэн гадны ионжуулагчаар үүсгэгдсэн электронууд нь чөлөөт замдаа молекултай мөргөлдөж, иончлоход хангалттай энергийг олж авдагтай холбон тайлбарлаж байна. Ионжуулалтын явцад үүссэн чөлөөт электронууд хурдасч, иончлолыг үүсгэдэг. Ийнхүү гадны ионжуулагчаар үүсгэгдсэн анхдагч ионуудын нуранги шиг үржүүлэлт үүсч, гадагшлуулах гүйдэл нэмэгддэг. Гэсэн хэдий ч процесс нь өөрөө тогтворгүй цэнэгийн шинж чанараа алддаггүй, учир нь гадаад ионжуулагчийг зогсоосны дараа цэнэг нь бүх электронууд (анхдагч ба хоёрдогч) анод руу хүрэх хүртэл үргэлжилнэ (орон зайн арын хил хязгаар). аль нь байна ионжуулагч хэсгүүд- электронууд анод руу шилждэг). Цэнэглэх нь бие даасан байхын тулд ионуудын эсрэг хоёр нуранги байх шаардлагатай бөгөөд энэ нь хоёр тэмдгийн тээвэрлэгчид нөлөөллөөр иончлол үүсгэх чадвартай тохиолдолд л боломжтой юм.
Тээвэрлэгчийн үржүүлгийн үр дүнд нэмэгддэг бие даасан цэнэгийн гүйдэл нь гадаад ионжуулагчийн үүсгэсэн анхдагч ионуудын тоотой пропорциональ байх нь маш чухал юм. Энэ оронтой шинж чанарыг пропорциональ тоолуурт ашигладаг (дараагийн догол мөрийг үзнэ үү).
Цахилгаан гүйдэл нь цахилгаан цэнэгтэй бөөмсийн дараалсан хөдөлгөөнөөс үүсдэг урсгал юм. Цэнэгүүдийн хөдөлгөөнийг цахилгаан гүйдлийн чиглэл гэж үздэг. Цахилгаан гүйдэл богино болон урт хугацааны байж болно.
Цахилгаан гүйдлийн тухай ойлголт
Аянгын цэнэгийн үед цахилгаан гүйдэл үүсч болох бөгөөд үүнийг богино хугацааны гэж нэрлэдэг. Мөн гүйдлийг удаан хугацаанд хадгалахын тулд цахилгаан орон, чөлөөт цахилгаан цэнэглэгч байх шаардлагатай.
Цахилгаан орон нь өөр өөр цэнэгтэй биетүүдээр үүсгэгддэг. Гүйдлийн хүч гэдэг нь тодорхой хугацааны интервалаар дамжуулагчийн хөндлөн огтлолоор дамжсан цэнэгийн энэ хугацааны хоорондын харьцаа юм. Үүнийг ампераар хэмждэг.
Цагаан будаа. 1. Одоогийн томъёо
Хий дэх цахилгаан гүйдэл
Хийн молекулууд хэвийн нөхцөлд цахилгаан гүйдэл дамжуулдаггүй. Эдгээр нь тусгаарлагч (диэлектрик) юм. Гэсэн хэдий ч нөхцөл байдал өөрчлөгдвөл орчин, тэгвэл хий нь цахилгаан дамжуулагч болж чадна. Ионжуулалтын үр дүнд (халаалт эсвэл цацраг идэвхт цацрагийн нөлөөн дор) хийд цахилгаан гүйдэл гарч ирдэг бөгөөд үүнийг ихэвчлэн "цахилгаан гүйдэл" гэсэн нэр томъёогоор сольдог.
Өөрөө өөрийгөө тэтгэх ба өөрөө өөрийгөө тэтгэдэггүй хийн ялгадас
Хийн ялгаралт нь бие даасан болон бие даасан байж болно. Үнэгүй төлбөр гарч ирэх үед гүйдэл үүсч эхэлдэг. Гадны хүч, өөрөөр хэлбэл гадны ионжуулагч нөлөөлсөн тохиолдолд өөрөө тогтворгүй ялгадас оршин байдаг. Өөрөөр хэлбэл, гадаад ионжуулагч ажиллахаа больсон бол гүйдэл зогсох болно.
Гадны ионжуулагч зогссоны дараа ч хий дэх цахилгаан гүйдэл өөрөө гардаг. Физикийн бие даасан ялгадас нь чимээгүй, гэрэлтдэг, нуман, оч, титэм гэж хуваагддаг.
- Чимээгүй – бие даасан ангиллын хамгийн сул нь. Түүний доторх одоогийн хүч нь маш бага (1 мА-аас ихгүй). Энэ нь дуу чимээ, гэрлийн үзэгдэл дагалддаггүй.
- Шатаж байна – Хэрэв та чимээгүй цэнэгийн үед хүчдэлийг нэмэгдүүлбэл энэ нь дараагийн түвшинд очно - гэрэлтэх цэнэг. Энэ тохиолдолд гялбаа гарч ирдэг бөгөөд энэ нь рекомбинация дагалддаг. Рекомбинаци – урвуу иончлолын процесс, электрон ба эерэг ионы уулзвар. Бактерицид болон гэрэлтүүлгийн чийдэнд ашигладаг.
Цагаан будаа. 2. Гялалзсан ялгадас
- Арк – одоогийн хүч нь 10 А-аас 100 А хооронд хэлбэлздэг. Ионжилт нь бараг 100% байна. Энэ төрлийн ялгадас нь жишээлбэл, гагнуурын машин ажиллуулах үед тохиолддог.
Цагаан будаа. 3. Нуман гүйдэл
- Оч – нуман гүйдлийн төрлүүдийн нэг гэж үзэж болно. Ийм цэнэгийн үед маш богино хугацаанд тодорхой хэмжээний цахилгаан урсдаг.
- Корона ялгадас – молекулуудын ионжилт нь жижиг муруйлтын радиустай электродын ойролцоо явагддаг. Энэ төрлийн цэнэг нь цахилгаан орны хүч гэнэт өөрчлөгдөх үед үүсдэг.
Бид юу сурсан бэ?
Хийн атом ба молекулууд өөрсдөө төвийг сахисан байдаг. Тэд гадна талд ил гарсан үед цэнэглэгддэг. Хэрэв бид товчхон ярих юм бол цахилгаан гүйдэлхийн хувьд энэ нь бөөмсийн чиглэсэн хөдөлгөөнийг илэрхийлдэг (эерэг ионууд катод руу, сөрөг ионууд нь анод руу). Хийн ионжуулсан үед дамжуулагч шинж чанар нь сайжирч байх нь бас чухал юм.
Сэдвийн тест
Тайлангийн үнэлгээ
Дундаж үнэлгээ: 4.1. Хүлээн авсан нийт үнэлгээ: 436.