222
ности между любой точкой столба и катодом. Откладывая на графике по оси ординат это напряжение, а по оси абсцисс расстояние l рассматриваемой точки от катода, мы получим кривую, изображенную на рис. 163 вверху. Мы видим, что почти все падение потенциала приходится на темное пространство. Разность потенциалов, существующую между катодом и ближайшей к нему границей темного пространства, называют
Рис. 163. Распределение потенциала в тлеющем разряде: U — напряжение между данной точкой разряда и катодом, l — расстояние от катода вдоль трубки
катодным падением потенциала. Оно измеряется сотнями, а в некоторых случаях и тысячами вольт. Опыт показывает, что наличие катодного падения является самым важным признаком тлеющего разряда; без катодного падения тлеющий разряд не может существовать.
Значение Катодного падения заключается в том, что положительные ионы, пробегая эту большую разность потенциалов, приобретают большую скорость. Так как катодное падение сосредоточено в тонком слое газа, то здесь почти не происходит соударений ионов с атомами газа, и поэтому, проходя через область катодного падения, ионы приобретают очень большую кинетическую энергию. Вследствие этого при соударении с катодом они выбивают из него некоторое число электронов, которые начинают двигаться к аноду. Проходя через темное пространство, электроны в свою очередь ускоряются катодным падением потенциала и при соударениях с атомами газа в более удаленной части разряда (в положительном столбе) производят ионизацию ударом. Возникающие при этом положительные ионы опять ускоряются катодным падением и выбивают из катода новые электроны и т. д. Таким образом, происходит образование все новых и новых ионов, и разряд продолжается до тех пор, пока на электродах поддерживается необходимое напряжение. Мы видим, что причинами ионизации газа в тлеющем разряде являются ударная ионизация и выбивание электронов из катода положительными ионами.
Из сказанного следует, что чем прочнее связаны электроны в металле катода, тем большую энергию должны приобрести положительные ионы для их выбивания, а значит, и тем большее катодное падение [должно быть в разряде. Поэтому катодное падение потенциала зависит от материала катода. Опыт показывает, что оно зависит еще и от рода газа. Подбирая соответствующим образом материал катода и газ в раз-
223
рядной трубке, можно сделать катодное падение очень малым. На рис. 164 показана неоновая лампа тлеющего разряда. Электродами служат листочки железа 1 и 2, покрытые слоем бария, из которого электроны выбиваются особенно легко. В этом случае катодное падение равно всего далее