Элементарный процесс в прямом столбе разряда

СТОЛБ -часть столба тлеющего разрядамежду анодным и фарадеевым тёмными пространствами. В области П. с. электропроводность максимальна, а напряжённость электрического поля минимальна; объёмный заряд отсутствует. Ионизация (прямая или ступенчатая) осуществляется электронным ударом, а уход заряж. частиц (в радиальном направлении) - в осн. амбиполярной диффузией. При значениях параметра pd (p - давление газа, d - диам. разрядной трубки), меньших нек-рого критического, скорость ионизации резко падает, а уход заряж. частиц возрастает настолько, что поддержание существования П. с. становится невозможным. Критич. Значение pd сильно зависит от рода газа; так, в гелии оно ~10²торр-см, в парах ртути ~10^-1торр ·см. В П. с. при низких давлениях, когда длина свободного пробега ионов λ>d осуществляется режим "свободного падения" ионов на стенку. Теория П. с. для такого режима создана И. Ленгмюром (I. Langmuir) и Л. Тонксом (L. Tonks). При давлениях торр и осуществляется диффузионный режим. Теория П. с. для таких условий создана В. Шоттки (W. Schottky). При дальнейшем повышении p всё большую роль начинают играть объёмные потери заряж. частиц в разл. процессах рекомбинации. С повышением p или тока наблюдается также контракция газового разряда.

С увеличением давления газа и с увеличением плотности тока температура по оси положительного столба, отшнуровавшегося от стенок разрядной трубки, поднимается все больше и больше. Процессы ионизации начинают принимать характер, всё более и более соответствующий чисто термической ионизации. Средняя кинетическая энергия электронов плазмы приближается к средней кинетической энергии частиц нейтрального газа. Плазма становится близкой по своим свойствам к изотермической плазме. Всё это позволяет решать задачу о нахождении различных параметров разряда, в том число продольного градиента поля в зависимости от плотности разрядного тока, на основании термодинамических соотношений.