Воздушный промежуток в 1 см между плоскими электродами характеризуется давлением 760 мм ртутного столба и напряженностью электрического поля...
Условие:
Решение:
Для определения числа электронов, достигающих анода, мы можем использовать формулу Саха-Ландау для ионизации газа.
Формула Саха-Ландау выражает зависимость между концентрацией ионов и электронов в газе, температурой и давлением. Она имеет вид:
n_i = A * P * exp(-B/T)
где: n_i - концентрация ионов (число ионов на единицу объема), A и B - константы, зависящие от газа, P - давление газа, T - температура газа.
Для воздуха (состоящего преимущественно из азота и кислорода) значения констант A и B можно найти в литературе. Однако, для упрощения расчетов, мы можем использовать средние значения для азота и кислорода.
Для азота: A_N2 = 1.6 * 10^(-14) см^3/с, B_N2 = 0.9 эВ.
Для кислорода: A_O2 = 1.3 * 10^(-14) см^3/с, B_O2 = 1.2 эВ.
Также, для определения числа электронов, достигающих анода, нам понадобится знать скорость ионизации (число ионов, образующихся за единицу времени). В данном случае, скорость ионизации равна 1 электрону в секунду.
Теперь мы можем приступить к расчетам:
- Рассчитаем концентрацию ионов в воздушном промежутке: Для азота: n_i_N2 = A_N2 * P * exp(-B_N2/T)
Для кислорода: n_i_O2 = A_O2 * P * exp(-B_O2/T)
Общая концентрация ионов: n_i_total = n_i_N2 + n_i_O2
-
Рассчитаем число ионов, образующихся за единицу времени: Число ионов, образующихся за единицу времени, равно скорости ионизации, то есть 1 электрону в секунду.
-
Рассчитаем число электронов, достигающих анода: Число электронов, достигающих анода, равно числу ионов, образующихся за единицу времени, умноженному на коэффициент ударной ионизации.
Ударная ионизация - это процесс, при котором электрон, приобретая достаточно энергии от электрического поля, сталкивается с атомом или молекулой газа, вызывая ионизацию. Коэффициент ударной ионизации зависит от многих факторов, включая энергию электрического поля и тип газа. Для воздуха, значение коэффициента ударной ионизации можно найти в литературе или использовать среднее значение около 10^(-17) см^2.
Таким образом, число электронов, достигающих анода, можно рассчитать по формуле:
Число электронов = (Число ионов, образующихся за единицу времени) * (коэффициент ударной ионизации)
Пожалуйста, предоставьте значения температуры газа и мы сможем выполнить расчеты.
