补充资料：汤森放电理论

汤森放电理论
Townsend theory

Tongsen fongd一onl一lun汤森放电理论(Townsend theory)以英国物理学家J.5.汤森(J，5.Townsend)命名的气体放电理论。该理论是在1903年由汤森提出的。这种理论认为:气体间隙中发生的碰撞电离以及阴极上发生的二次电子发射(见阴极电子发射)过程是气体间隙击穿的主要机制。该理论最早定量地解释了气体放电过程。 气体间隙中的碰撞电离和电子崩用紫外线或放射源辐照一个低气压的间隙，则会在阴极上产生自由电子。自由电子在电场的作用下从阴极飞向阳极，并在加速过程中获得能量。如果外电场足够强，则电子在它的飞行路径上和原子、分子相碰撞时，要发生碰撞电离，并产生新的自由电子，即发生电子的倍增;原有的和新生的电子在继续飞向阳极的过程中，又会发生新的碰撞电离，再发生电子倍增。如此继续下去，将出现电子“雪崩”似地增加，结果会形成一个头部为球形尾部为圆锥形的电子崩。图1是用云室获得的电子崩形象。阳极电子崩阴极图1电子崩 碰撞电离系数a为了定量地描述电子碰撞电离的作用，而引人一个系数a，它表示电子从阴极飞向阳极的过程中，沿着电场方向在单位长度上所发生的碰撞电离次数。设n0为阴极处的初始电子数，当它们飞过间隙距离d而达到阳极时，由于电子碰撞电离的作用，在阳极处的电子数万增加为 n=noead(1)或写成电流i的形式为 艺=ioead(2)式中‘。为初始电流。系数a和气体的种类、气压P及电场强度E有关。通常a表示为 a=PAe一B‘E/p〕(3)式中A和B是常数。 阴极上发生的过程和系数了在间隙中由于电子碰撞电离，不仅产生新的电子还要产生正离子。正离子向阴极运动，当打到阴极时，会产生二次电子发射，使间隙中的电子进一步增加。这个过程称为7过程。系数了定义为一个正离子打到阴极时所释放的二次自由电子数。更准确地说，y过程是间隙中的正离子、光子和亚稳态原子撞击阴极时所引起的总的二次电子发射效应。系数7的数值和气体及阴极材料的种类、E/P值以及阴极的表面状态有关。图2是惰性气体离子(Ar+、Ne+、Kr+、Xe+)及不同阴极(Na、Cu、Fe)组合下的总的二次电子发射系数了。处于空气中的铝、铜、铁的y数值大致分别为0.035、。.025和0.02(在气压较低、E/P值较大时所得的数值)。

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