Умова виникнення самостійного газового розряду. Плазма газового розряду.

Крім іонізації за рахунок зовнішнього іонізатора для полів, для яких eEl>Ɛ_іон, можлива іонізація за рахунок зіткнення електрона з нейтральною молекулою. При цьому стає вже 2^а електрони, які потім породять ще 2 і т.д. Утворюється електронна лавина. Для виникнення самостійного розряду ще однією умовою є можливість компенсувати втрати електронів, що потрапили на анод, для породження нової лавини. Це відбувається за рахунок вторинної емісії (після зіткнення іона з катодом).

Можна вважати, що внаслідок лавини породжується N₀(e^αd-1) іонів (якщо вважати, що загальна кількість актів іонізації визначається кількістю актів іонізації на їх шляху до анода), тоді кожна наступна лавина буде більша за попередню в μ=γ(e^αd-1) разів, адже необхідна умова: μ≥1 (струм зростав), тут γ – коефіцієнт вторинної іонноелектричної емісії (вірогідність вторинної емісії) μ – коефіцієнт зростання, α – коефіцієнт об’ємної іонізації (перший коефіцієнт Таунсенда (кількість актів емісії електроном за одиницю часу)), d – відстань між катодом і анодом.

У газорозрядній плазмі заряджені частинки постійно перебувають у прискорювальному електричному полі Т_пл>Т_газу і плазма перебуває в термічно-неврівноважному стаціонарному стані. Наслідком цього є стаціонарна теплопередача енергії молекулами основного газу.

Класична теорія поляризації газів.

При електронній поляризації, під дією зовнішнього поляE. Ядро атому зміщується відносно центру від’ємних зарядів, при цьому атом набуває дипольного моменту р. Зміщення ядра припиняється, коли сили, що виникають при зміщенні будуть компенсувати сили, які діють на заряди у зовнішньому полі. , де β – поляризованість атому. Тоді вектор поляризації, отже α=βТ;N- концентрація атомів, .

Знайдемо β. Теоретичний розрахунок дає для атому водню, представленого моделлю: - густина заряду електронної хмари.

Можна також розглядати цю задачу як залачу, де електрон з масою m буде коливатись з власною частотою Ѡ₀.(Наявність внутр.. сил, що протидіють, та зовнішніх сил створює умови для виникнення гармонічних коливань) тоді

Закон електромагнітної індукції Фарадея. Правило Ленця.

Закон електромагнітної індукції, згідно до якого при зміні в часі магнітного потоку через поверхню, натягнуту на контур, в останньому виникає електрорушійна сила (ЕРС індукції), яка дорівнює швидкості зміни потоку:Тут  і  — електрорушійна сила в контурі і електричне поле індукції. Відповідно,  — потік вектора  через поверхню , натягнуту на контур:ЕРС індукції виникає незалежно від способу зміни потоку. Розглянемо один з можливих механізмів збудження електромагнітної індукції, який дозволяє одержати закон Фарадея. Нехай є незалежне від часу магнітне поле , в якому довільно рухається провідний контур зі струмом . Позначимо швидкість руху носіїв струму (із зарядом ) в контурі (відносно контуру) , а швидкість ділянки контуру відносно магнітного поля . Тоді швидкість руху носіїв струму відносно поля  буде .

За рахунок цього руху виникає сила Лоренца:

Можна говорити про напруженість поля сторонньої сили Лоренца:

Знайдемо електрорушійну силу цього поля:Але перший доданок в цій сумі дорівнює нулю, тому що в змішаному добутку два вектори  і  паралельні. Доданок з  дає поле, перпендикулярне до струму , який протікає в контурі (ефект Холла). Отже,Вектор  чисельно дорівнює площі  паралелограма, побудованого на векторах  і   і направлений вздовж нормалі  до : :

Тут  — поверхня циліндру, утвореного контуром при його русі впродовж. Тепер натягнемо на контур довільну поверхню. Тоді виникне замкнена поверхня, яка складається з двох основ циліндру, утворених натягнутими на контур поверхнями в першому і другому положеннях та бічною поверхнею . Нехай потік вектору  через ці поверхні є ,  і . Повний потік через замкнену поверхню дорівнює нулю. Врахуємо тепер напрями векторів , і  на . Але положення 1 і 2 взято з інтервалом в 1 с, тому , —закон електромагнітної індукції Фарадея. Отже, при русі контуру в магнітному полі, що є постійним в часі, причиною появи ЕРС індукції є сила Лоренца, яка діє на носії струму. Знак (–), який з’явився в формулі для ЕРС, дозволяє сформулювати правило Ленца. Нехай , потік через контур зростає в часі. Тоді ЕРС індукції, яка виникла, утворює з напрямом зростаючого вектора  лівогвинтову систему, таким же чином буде направлений індукційний струм. Цей струм створює власне магнітне поле, вектор магнітної індукції якого буде утворювати зі струмом правогвинтову систему, тобто зменшуватиме те поле, зміна якого генерує струм у контурі. Аналогічно можна розглянути випадок, коли .