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辉光放电

气体在低气压状态下的一种自持放电。对玻璃圆柱状放电管两端施加电压,当压力处于1~0.1托的范围时,由阴极逸出的电子在气体中发生碰撞电离和光电离,此时放电管的大部分区域都呈现弥漫的光辉,其颜色因气体而异,故称辉光放电。辉光放电与暗放电和电弧放电共同组成可连续变化的3种基本放电形式。

1831~1835年,M.法拉第在研究低气压放电时发现辉光放电现象和法拉第暗区。1858年,J.普吕克尔在1/100托下研究辉光放电时发现了阴极射线,成为19世纪末粒子辐射和原子物理研究的先躯。

辉光放电有亚正常辉光和反常辉光两个过渡阶段,放电的整个通道由不同亮度的区间组成,即由阴极表面开始,依次为:

(1)阿斯通暗区;

(2)阴极光层;

(3)阴极暗区(克鲁克斯暗区);

(4)负辉光区;

(5)法拉第暗区;

(6)正柱区;

(7)阳极暗区;

(8)阳极光层。其中以负辉光区、法拉第暗区和正柱区为主体。这些光区是空间电离过程及电荷分布所造成的结果,与气体类别、气体压力、电极材料等因素有关,这些都可以从放电理论上作出解释。辉光放电时,在两个电极附近聚集了较多的异号空间电荷,因而形成明显的电位降落,分别称为阴极压降和阳极压降。阴极压降又是电极间电位降落的主要成分,在正常辉光放电时,两极间的电压不随电流变化,即具有稳压的特性。

辉光放电的主要应用是:

(1)利用它的发光效应(如霓虹灯)和正常辉光放电的稳压特性(如氖稳压管)。

(2)利用辉光放电的正柱区产生激光的特性,制做氦氖激光器。