什么是辉光放电

2024-12-16

稀薄气体中的自激导电现象。其物理机制是：放电管两极的电压加大到一定值时，稀薄气体中的残余正离子被电场加速，获得足够大的动能去撞击阴极，产生二次电子，经簇射过程形成大量带电粒子，使气体导电。辉光放电的特点是电流密度小，温度不高，放电管内产生明暗光区，管内的气体不同，辉光的颜色也不同。正常辉光放电时，放电管极间电压不随电流变化。辉光放电的发光效应被用于制造霓虹灯、荧光灯等光源，利用其稳压特性可制成稳压管（如氖稳压管）。 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。