Потенциал ионизации

При /=оо получаем <7<х,=0, т.е. потенциал бесконечно удаленной точки поля равен нулю. Если электрическое поле создается не одним, а несколькими зарядами, то потенциал произвольной точки равен алгебраической сумме потенциалов:

3. Определим потенциал указанных точек. Следует вспомнить, что если напряженность поля язляется его силовой характеристикой, то потенциал является энергетической характеристикой. Необходимо также указать, что значение потенциала зависит от выбора точки, потенциал которой принимается равным нулю. Для данного случая потенциал бесконечно удаленной точки примем нулевым. Тогда потенциал точечного уединенного заряженного тела определяют по формуле

1. Принимая для точечного заряженного тела с зарядом Q = 2-10"7 Кл потенциал бесконечно удаленной точки равным нулю, вычислить радиусы всех равнопо-тенциальных поверхностей от 72 В до 0 через каждые 18В и построить эти поверхности. Считать &г=\.

3. Определим потенциал указанных точек. Следует вспомнить, что если напряженность поля является его силовой характеристикой, то потенциал является энергетической характеристикой. Необходимо также указать, что значение потенциала зависит от выбора точки, потенциал которой принимается равным нулю. Для данного случая потенциал бесконечно удаленной точки примем нулевым. Тогда потенциал точечного уединенного заряженного тела определяют по формуле

1. Принимая для точечного заряженного тела с зарядом Q = 2-10~7 Кл потенциал бесконечно удаленной точки равным нулю, вычислить радиусы всех равнопо-тенциальных ловерхностей от 72В до 0 через каждые 18В и построить эти поверхности. Считать ег = 1.

1-29. Металлический шар диаметром 2 см находится в воздухе и имеет заряд 20-10" к. Вычислить радиусы всех равнопотен-циальных поверхностей, потенциалы которых отличаются на 30 в, приняв потенциал бесконечно удаленной точки равным нулю.

При R=co получаем фоо==0, т. е. потенциал бесконечно удаленной точки поля равен нулю.

19.7. Уединенный проводящий шар радиуса R0 = 5 см заряжен с поверхностной плотностью а = 0,ЫО~в Кл/м2 и помещен в масл<^ с относительной электрической проницаемостью е = 3. Построить -кривые изменения модуля градиента потенциала и потенциала внутри и вне шара в функции расстояния от центра шара, приняв потенциал бесконечно удаленных точек равным нулю. Найти напряжена, между точками, одна из которых лежит на поверхности шара, а другая находится на расстоянии 10 см от его поверхности. Вычислить емкость шара.

Найти законы изменения потенциала и напряженности электрического поля внутри и вне шара в функции расстояния от его центра. Принять потенциал бесконечно удаленных точек равным нулю. Определить величину напряжения между точками А и В (U^). Сферические

19.7. Уединенный проводящий шар радиуса R0 = 5 см заряжен с поверхностной плотностью а = 0,ЫО~в Кл/м2 и помещен в масл<^ с относительной электрической проницаемостью е = 3. Построить -кривые изменения модуля градиента потенциала и потенциала внутри и вне шара в функции расстояния от центра шара, приняв потенциал бесконечно удаленных точек равным нулю. Найти напряжена, между точками, одна из которых лежит на поверхности шара, а другая находится на расстоянии 10 см от его поверхности. Вычислить емкость шара.

Найти законы изменения потенциала и напряженности электрического поля внутри и вне шара в функции расстояния от его центра. Принять потенциал бесконечно удаленных точек равным нулю. Определить величину напряжения между точками А и В (U^). Сферические

Вольт-амперные характеристики газоразрядного фотоэлемента приведены на 4.22. При малых анодных напряжениях (до наступления темного разряда) значение фототока и начальные участки характеристик примерно такие же, как у вакуумных фотоэлементов. После начала ионизации газа (потенциал ионизации аргона F~15,l В) ток быстро возрастает. Рабочие участки вольт-амперных характеристик газоразрядных фотоэлементов лежат справа от горизонтальных участков. При больших анодных напряжениях темный разряд может перейти в тлеющий и фотокатод, не рассчитанный на токи, соответствующие тлеющему разряду, может выйти из строя. Для предотвращения тлеющего разряда рабочее анодное напряжение Ua должно быть меньше напряжения возникновения разряда (/а. в. р. Обычно в газоразрядных фотоэлементах рабочее анодное напряжение t/a=(0,7-^0,8)t/a.B р, что составляет для разных типов приборов 80—240 В.

Скорость свободных электронов пропорциональна корню квадратному из напряжения, приложенного между электродами, или разности потенциалов, пройденной электроном в процессе разгона. Поэтому для каждого газа существуют вполне определенные значения напряжения возбуждения (потенциал возбуждения), при котором скорость электронов оказывается достаточной для возбуждения атомов, и напряжения ионизации (потенциал ионизации), при котором начинается ударная ионизация атомов газа.

— удельная проводимость электрической дуги [16], (Ом-м)-1; Я0 — длина свободного пробега электронов-; Тл и Р — температура, К, и давление дугового газа, Па; ем; — эффективный потенциал ионизации дугового газа.

11.1. Потенциал ионизации ртути равен 10,4 В. Определить: а) минимальную скорость электрона, необходимую для ионизации молекулы ртути; б) процент от указанной скорости при ионизации из метастабильного состояния с энергией 4,68 эВ.

11.2. а) Какой минимальной скоростью должен обладать электрон для возбуждения молекулы аргона, имеющей потенциал возбуждения ?/i=ll,6B? Электрон с данной скоростью сталкивается с молекулой ртути и ионизирует ее; потенциал ионизации ртути [/2=10,4 В. б) Определить скорость бомбардирующего и освобожденного электронов после соударения при условии, что избыточная энергия разделилась поровну между этими частицами.

11.7. Средняя длина свободного пробега электрона в пеоне составляет 7,9-10~4 м при Г=300 К и р = 133 Па. Определить минимальную напряженность электрического ноля, при которой электрон на длине свободного пробега достигнет энергии ионизации неона. Начальную скорость электрона принять равной нулю. Потенциал ионизации неона 21,5 В.

При комнатной температуре все примесные атомы будут ионизированы, так как потенциал ионизации сравнительно мал Дфэ —0,01 В (в сравнении с <р, = 0,67 В при Г=300 К). Общее число электронов n = nn-\-rii==Nn-\-щ, но так как Л^дЗ>п,-, то

Потенциал ионизации или наименьшая разность потенциалов на длине свободного пробега, при которой электрон приобретает скорость, достаточную для начала ударной ионизации, составляет: для паров металлов 6— 7,5 В, для водорода 16 В, для гелия 24 В.

Ионизация газа происходит в результате удаления из нейтральных частиц одного или нескольких электронов. Это удаление требует затраты энергии извне на преодоление кулоновых сил притяжения между электроном и положительно заряженным ионом. Энергия, затрачиваемая на ионизацию, различна для разных газов; она равна произведению заряда электрона на потенциал ионизации газа и для наиболее слабо связанных с молекулой электронов находится в пределах 4—25 эВ. Легко ионизируются пары щелочных металлов (4—5эВ); у паров других металлов энергия ионизации больше (7—8 эВ), у инертных газов она еще больше (15—25эВ). Для удаления у однократно заряженного иона второго электрона требуется весьма большая энергия (около 50 эВ).

ния, а потенциал ионизации около 15 В характерен для водорода, кислорода, азота и аргона.

В столбе сварочной дуги, где всегда имеется смесь различных газов и паров металлов, результирующий или эффективный потенциал иониза-ЦИИ в значительной мере определяется наличием замет-НОЙ ДОЛИ паров металлов с небольшими потенциалами ионизации Vj. Так, для смеси 5% паров калия (Vj = — 4,33 В) и 95% паров железа (1^=7,83 В) эффективный потенциал ионизации близок к потенциалу ионизации калия [45]. Этим в значительной мере объясняется положительная роль обмазок электродов, применяемых при ручной дуговой сварке, и флюсов, используемых для полуавтоматической и автоматической дуговой сварки. И в обмазках электродов, и в сварочных флюсах имеет-