[拼音]：Tangsen lilun

[外文]：Townsend theory

解釋氣體放電機(jī)制的最早理論。由英國(guó)物理學(xué)家J.S.E.湯森于1903年提出。湯森在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)兩平板電極之間所加電壓增大到一定值時(shí)，極板間隙的氣體中出現(xiàn)連接兩個(gè)電極的放電通道，使原來(lái)絕緣的氣體變成電導(dǎo)很高的氣體，有放電電流通過(guò)，間隙被擊穿。湯森用氣體電離的概念解釋這一現(xiàn)象。他設(shè)想有n₀個(gè)自由電子在電場(chǎng)作用下由陰極向陽(yáng)極運(yùn)動(dòng)，只要電場(chǎng)足夠強(qiáng)，電子在與氣體分子碰撞時(shí)會(huì)引起后者電離，發(fā)展成電子崩。若每個(gè)電子在電場(chǎng)中移動(dòng)單位距離時(shí)產(chǎn)生的電離次數(shù)為α(湯森電離系數(shù))，則可推知n₀個(gè)自由電子在由陰極向陽(yáng)極運(yùn)動(dòng)中經(jīng)過(guò)距離n后將增加到n₀e^ad，而每個(gè)電子產(chǎn)生的正離子－電子對(duì)數(shù)為e^ad-1。正離子在電場(chǎng)作用下向陰極運(yùn)動(dòng)，設(shè)每個(gè)正離子撞擊陰極時(shí)引起的電子發(fā)射（稱(chēng)二次電子發(fā)射）的概率為r，則n₀個(gè)自由電子引起電離后產(chǎn)生的二次電子數(shù)為rn₀(e^ad-1)。要使放電持續(xù)不斷，則需使rn₀(e^ad-1)=n₀或r(e^ad-1)=1，這就是湯森自持放電的條件，又稱(chēng)湯森判別式。

對(duì)于不同間隙介質(zhì)都有不同的臨界擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度E_c（大氣中約30kV?cm^-1）。間隙中的電場(chǎng)E低于E_c時(shí)，間隙不會(huì)擊穿。在湯森判別式中，電離系數(shù)α 隨外加電場(chǎng)強(qiáng)度E的增強(qiáng)而增大，因此電子的電離效應(yīng)也加強(qiáng)。α 值必須足夠大才能產(chǎn)生足夠的電離次數(shù)及離子數(shù)，滿(mǎn)足自持放電條件使間隙被擊穿。實(shí)際過(guò)程比這要復(fù)雜一些，例如間隙中空間電荷的積累會(huì)引起電場(chǎng)畸變；陰極表面還存在光電發(fā)射和其他粒子轟擊陰極表面的過(guò)程；間隙氣體中還有光電離和電附著作用等。雖然自持放電包括的過(guò)程比較復(fù)雜，但判別式的形式仍是其中r_m為包括了各種陰極表面過(guò)程的二次電子發(fā)射概率，μ為氣體吸收系數(shù)。利用高速示波器可以測(cè)出放電發(fā)展過(guò)程中的電流變化。電流的周期性變化說(shuō)明間隙中電離、陰極發(fā)射電子等一次次的循環(huán)。不滿(mǎn)足自持條件時(shí)的放電，電流逐步減為零，此時(shí)間隙中氣體未擊穿，仍保持絕緣狀態(tài)。湯森理論只適用于氣壓比較低、氣壓與極距的乘積(Pn)比較小的情況。

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標(biāo)簽：湯森理論

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文章名稱(chēng)：《湯森理論》

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