淺談真空泵的高頻放電現象[Xiang]
發布時間:2022/02/25 14:51:02
高頻放電就是[Shi]當(Dang)兩[Liang]個電極[Ji]間有高頻交變電場存在時所引起的放電[Dian]形式。當放(Fang)電管兩端[Duan]加上交變[Bian]電壓時,氣體中[Zhong]的電子和正離(Li)子便在交(Jiao)變電場作用下産(Chan)生(Sheng)附加的諧振動[Dong]。因正離子質量比電子大得多,諧振動振幅很[Hen]小。當真[Zhen]空泵頻(Pin)率較低,諧振動的振幅遠(Yuan)大于(Yu)兩極間的距(Ju)離(Li)時,電子在每個半周[Zhou]期中都經過崩潰、放電、熄滅[Mie]的全過程,這時的放電[Dian]情況和直[Zhi]流情況一樣。當頻率較高時,諧振動的振幅(Fu)遠小于兩極[Ji]間的[De]距離時,由于電子[Zi]不[Bu]斷地來回運動,其電離能力将大(Da)大(Da)加強。
因電子諧(Xie)振動的振幅很小(Xiao),進人電極的[De]電子數量将大大減(Jian)少[Shao]。這樣保(Bao)證氣體自(Zi)持放(Fang)電的電子将不[Bu]再由電極産生[Sheng]的二次電子來提供,而是由電子[Zi]來回運動時(Shi)由電離産生的電子來提供。這時雖然[Ran]也[Ye]有少量正(Zheng)離子、光子[Zi]轟[Hong]擊電極産生(Sheng)二次電子,但由于兩個電極的極性不斷發生變化,二次[Ci]電子的(De)振動方向有時與進人電極(Ji)的電子流方向[Xiang]相同,有時相反。因此(Ci)它對保證自持條[Tiao]件并不有利。
真空泵這[Zhe]種高頻放電,隻要有高[Gao]頻電場便可形成,不一定[Ding]僻要電極,所(Suo)以一般又稱無(Wu)極放電。無(Wu)極放電不僅能在交變的電場下形成[Cheng],而且可以在交變磁場下形成。因交變磁場能産(Chan)生禍旋電(Dian)場,氣體中由于殘餘[Yu]電離産生[Sheng]的電子在渦旋電場的作用下[Xia]圍繞磁力線作(Zuo)加速[Su]運動,由此産生大量電離(Li)。當磁場方向沿[Yan]放電管的軸線方向時,渦旋電場将沿半[Ban]徑方向逐漸減弱,電子的電離能力也沿半徑方向減弱,因而[Er]形成了沿(Yan)半徑方向[Xiang]的[De]電子與離子(Zi)的濃度梯度。
在濃度梯度(Du)的作用下,電子和離[Li]子從軸線向管[Guan]壁擴散[San]。由于電[Dian]子擴散比離子(Zi)快,擴散結果(Guo),在(Zai)軸線處出現正電位,在管壁處[Chu]出[Chu]現負電位,這樣又産生了由(You)軸線指向管壁的靜電場。因此,放電(Dian)管中存(Cun)在兩種電場,一是(Shi)圍繞磁力線的(De)渦旋電場,一是從軸線指[Zhi]向管壁的[De]靜電場。電[Dian]子[Zi]在這兩個電場的同時作用下,一面圍繞軸線運動[Dong],一面向管(Guan)壁擴展,結果形成一系列的[De]同心光環。由于[Yu]不同半徑上電子的能最不同(Tong),激發[Fa]的能級和數[Shu]量不同,因此半徑不同的光(Guang)環,具有不同的顔色。
高[Gao]頻放電時的着火電壓(Ya)是放電發生時[Shi]加在電極上的交變[Bian]電位(Wei)差的振幅。這個電壓的振幅比直流[Liu]放(Fang)電的着火電壓低。高頻擊[Ji]穿電場強度與(Yu)氣壓有關。氣壓愈高,擊穿電場強度[Du]也愈大,擊穿時的頻率也愈高。高頻[Pin]放(Fang)電在雷達和脈沖技[Ji]術方[Fang]面有廣(Guang)泛的應用。