Ma’ruza Mavzu: Elektrodinamika. Elektrostatika

Mavzu: Gazlarda elektr toki

Reja:
1.Nomustaqil elektr razryad.
2.Mustaqil elektr razryad
3.Miltillama elektr razryad
4.Plazma


Tayanch so‘z va iboralar.
Gaz, ion, rekombinatsiya, elektr razryadi, gaz razryadi, miltillama razryad, plazma.

Gazlar normal sharoitda, neytral atom va molekulalardan tashkil topgan bo‘lib, elektr tokini o‘tkazmaydi. Gazlarda elektr tokini hosil qilish uchun uning atom va molekulalarining bir qismini ionlashtirish, ya’ni ularni musbat zaryadli ion va manfiy zaryadli elektronlarga parchalab yuborish lozim. Bu jarayonda hosil bo‘lgan elektronlarning bir qismi neytral atomlarga qo‘shilib manfiy ionlarni ham hosil qilishi mumkin.

Atom va molekulalar musbat va manfiy zaryadlangan zarrachalarning muvozanatdagi mustaxkam sistemasidir. Ularni ionlashtirish uchun malum miqdorda ish bajarish kerak. Bajariladigan ishning miqdori atom va molekulalarning kimyoviy tabiatiga, ular tarkibidagi elektronlarning energetik holatiga bog‘liq. Atomlarning, boshqa elektronlariga nisbatan, uning tashqi qobig‘ida joylashgan valent elektronlari kuchsiz bog‘langan bo‘ladi. SHuning uchun ularni ajratib olish uchun eng kam ish bajariladi. Bu ishni atomning ionlanish potensiali bilan bog‘lash mumkin:
A = e
Atom va molekulalarni turli tashqi tasirlar vositasida ionlash mumkin: qizdirish, rentgen yoki gamma nurlari bilan nurlantirish, katta tezlikda harakatlanayotgan elektronlar, ionlar va boshqa zarrachalar bilan bombardimon qilish va hokazo.
Gazlarni zarrachalar vositasida ionlashtirish zarbali ionlashish deyiladi. Faraz qilaylik, bizga bir atomli gaz berilgan. Unga zarrachalar oqimini yo‘naltirsak, zarrachalar gazning neytral atomlari bilan to‘qnashadi. Zarrachalarning kinetik energiyasi atomlarning ionlanish ishidan kam bo‘lmasa to‘qnashuv noelastik bo‘ladi va gazning atomi ionlashadi, yani elektron va musbat zaryadli ion hosil bo‘ladi. Elektronlar o‘z navbatida ionlar bilan birlashib ularni neytral holga keltirshi mumkin. Bu xodisani rekombinatsiya hodisasi deyiladi. Ionlashgan gazdan tok o‘tishiga elektr razryadi yoki gaz razryadi deyiladi. Gazning elektr o‘tkazuvchanligi doimiy tashqi taosir hisobiga sodir bo‘lsa, bunday razryadni nomustaqil razryad deyiladi va u tashqi taosir to‘xtatilgan zaxoti so‘nadi. Nomustaqil razryad hodisasini quyidagi qurilma yordamida o‘rganish mumkin (1-rasm).
Bir atomli gaz to‘ldirilgan hamda K-katod va A-anod elektrodlar kavsharlangan N-shisha nay intensivligi o‘zgarmas Rentgen nurlari bilan nurlantirilsa naydagi gaz ionlashadi. K va A elektrodlar orasida P potensiometr yordamida potensiallar farqi hosil qilinsa gazdan tok o‘tadi. G galpvonometr vositasida o‘lchangan I tokning V volptmetr bilan o‘lchangan U kuchlanishga bog‘lanishini (VAX) Volt-Amper xarakteristikasi deyiladi. Tajribadan olingan natija 2-rasmda ko‘rsatilgan.
Tok tashuvchilar vazifasini elektron va bir valentli musbat ionlar bajaradi. Ularning soni, zaryadi miqdoran teng, ishoralari esa qarama-qarshi. Kuchlanishning uncha katta bo‘lmagan qiymatlarida tok kuchlanishga to‘g‘ri proporsional bo‘ladi (1 soha). Tok zichligi esa
j = (en_-_-+q₊n₊₊)E=en₀(_-+₊)E


bunda n₀=n_-=n₊, _- va ₊ mos ravishda elektron va ionning konsentratsiyalari va harakatchanliklaridir.
Ionlashtiruvchi rengen nurlarining intensivligi doimiy bo‘lgani uchun kuchlanish ortishi
bilan anod va katodga birlik vaqt ichida etib borayotgan tok tashuvchilarning soni kamaya boradi (2 soha) va Om qonunidan chetlashish kuzatiladi. Kuchlanishning yanada ortishi natijasida gazda birlik vaqt ichida qancha elektron va ion hosil bo‘lsa, ularning barchasi aynan shu vaqt ichida mos ravishda anod va katodga etib kelishadi. Ya’ni, anod va katodga kelib tushyotgan zaryadli zarrachalar soni o‘zgarmas bo‘lib qoladi. Natijada tok ham o‘zgarmaydi (3 soha). Tokning bu qiymatini to‘yinish toki I deyiladi va u I_t= en bo‘ladi. Bundagi n- gazning birlik hajmida 1 sekundda hosil bo‘layotgan elektronlar va ionlar soni.