气体作为导体的导电机理_教学参考-查字典物理网

气体作为导体的导电机理

查字典物理网 2012-12-29

除了金属、电解质可以导电外，在一定的条件下气体也可以导电。在通常的情况下，气体的分子是中性的，仅有极少量的离子，所以气体是良好的绝缘体。但是，气体中如有足够多的电子和离子存在，那么在气体中也能产生电流，即气体导电。

气体分子转变为离子的过程称为气体的电离，电离后的气体就成为导体。气体具有导电性时，电流经过气体的现象称为气体放电。按电离发生的原因，气体放电可分为被激放电和自激放电两种。

用火焰将气体加热，或用紫外线等照射气体，都能使气体发生电离。火焰、紫外线等称为电离剂。气体在电离剂的作用下，气体中一部分原子或分子在吸收了电离剂所辐射的足够大的能量后，电子就能离开气体原子或分子，产生电子和正离子。

正离子和电子在电场中按相反方向运动。在弱电场中，电子能量并不会太大，当电子与中性分子或原子相碰撞时，易被俘获而形成负离子。这时气体导电机构主要是正、负离子，而不是自由电子。

所谓自激放电，是当两电极之间的电势差增加到某一量值U_O时，气体中的电流将急剧增加，这时即使移去电离剂，放电现象仍能维持，这时的放电现象称为自激放电。当电压达到U_C时，正离子在强电场中已能获得足够的能量。当正离子到达阴极时，与阳极碰撞，可使阴极发射电子，这种新的电子在强电场中加速，能量增加很快。

当加速中的电子与中性原子或分子相碰撞时，不易被俘获，反而能使原子或分子电离（碰撞电离），并放出电子。这些电子经加速后，又与原子或分子碰撞，引起电离。因此当电子群向阳极运动时，一路上电子的数目急剧增加，形成急剧增大的电流。

在自激放电过程中，因为负离子不易形成，正离子的速度远较电子为小，所以自激放电的主要机构是靠电子。

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