Adsboel.net

Adsboel.net

Scaricare nei gas rarefatti

Posted on Author Telmaran Posted in Ufficio

  1. Intensità di correnti elettriche nei gas - ultima parte
  2. Sulla scarica nei gas rarefatti
  3. Ionizzazione dei gas
  4. Cerca tra gli strumenti presenti nel museo

Scarica elettrica nei gas rarefatti. L'aria ed i gas in condizioni normali di pressione atmosferica sono pessimi conduttori di corrente elettrica. Ma a bassa. nismo della scarica nei gas rarefatti. CoW ottenere, sotto opportune dcnsit/~ di corrente~ la spa- rizione quasi totale dello spettro secondario (dovuto indub-. Lo studio del passaggio dell' elettricit`a in gas rarefatti inizi`o verso la met`a dell' •Le collisioni degli elettroni con le molecole del gas ne provocazione la. Nell`inventario D del col n° è descritto come “tubo universale per esperienze con scariche nei gas rarefatti”. Questo tubo di vetro ha.

Nome: scaricare nei gas rarefatti
Formato: Fichier D’archive
Sistemi operativi: MacOS. Android. iOS. Windows XP/7/10.
Licenza: Gratis!
Dimensione del file: 29.36 Megabytes

Se questo corpo è anch'esso un conduttore, metallico o elettrolitico, oppure un gas ionizzato da un ionizzatore secondario v. È a questo fenomeno che si dà, in senso più ristretto, ma secondo l'uso generale, il nome di scarica elettrica. Di solito sono i gas quei corpi in cui si producono più di frequente le scariche elettriche, ma avviene anche ch'esse si manifestino, per forti differenze di potenziale, nei dielettrici liquidi e solidi, facendo spruzzare o vaporizzare i primi, rompendo o perforando i secondi.

Si parla in questo caso di scariche elettriche continue. Tra i fenomeni che accompagnano le scariche elettriche, i più noti sono i fenomeni luminosi.

Intensità di correnti elettriche nei gas - ultima parte

Tuttavia, uno degli aspetti principali delle scariche nei gas è che esse possono assumere una varietà enorme di differenti forme per effetto della grande varietà di parametri in gioco, come la natura del gas, il modo in cui la tensione viene applicata, e la natura delle condizioni al contorno materiale e dimensioni degli elettrodi , presenza di punte, natura delle superfici esposte, distanza fra gli elettrodi, forma e dimensione del tubo di scarica Questo non esclude poi che ci sia un'ampia classe di scariche nei gas che avvengono in situazioni in cui una tensione si sviluppa spontaneamente e quindi non è indotta da un circuito esterno per attrito , scambio carica , nebbie , venti , onde , spray , eccetera.

Nella gran parte di queste situazioni, le condizioni al contorno sono mal definite, e spesso sono costituite da materiali isolanti , e non da elettrodi come nelle scariche in corrente continua.

Alcuni di questi tipi di scariche sono stati studiati per esempio, i fulmini , ma le scariche che avvengono perlopiù casualmente fra due superfici isolanti, come avviene comunemente in xerografia , o negli ancor più comuni corto circuiti nei circuiti elettrici , hanno ricevuto comparativamente minor attenzione.

Le scariche gassose in un tubo rettilineo in vetro o quarzo furono le prime ad essere studiate, alla fine dell'Ottocento: esse erano note come tubi di Crookes o tubi di Geissler. Lo schema dell'apparato è molto semplice, e consta di tre elementi:. La tensione di innesco breakdown dipende dal prodotto della pressione per la distanza degli elettrodi legge di Paschen. Vi è un prodotto ideale tra pressione e distanza tra gli elettrodi per cui la tensione di innesco ha un minimo.

Per ragioni opposte se la pressione è troppo alta la probabilità di collisione è troppo elevata e gli elettroni non acquistano sufficiente energia tra un urto ed il seguente, a meno di trovarsi in un campo elettrico molto elevato.

Al variare della tensione applicata, la scarica attraversa una serie di regimi successivi, cioè:. Di conseguenza, il "plasma" non emette ancora luce. I tratti F-H fanno parte della scarica a "bagliore" glow : il plasma emette una tenue luminescenza che occupa quasi tutto il volume del tubo, dovuta perlopiù all'emissione di radiazione da parte di atomi neutri eccitati.

I tratti I-K fanno parte dell'arco: c'è grande emissione di radiazione, e la scarica si concentra sotto forma di uno stretto canale, che occupa solo il centro del tubo. Qui di seguito tratteremo in dettaglio questi tre principali regimi della scarica gassosa rettilinea. I fenomeni che determinano la ionizzazione di un gas in un tubo furono studiati dal fisico inglese John Sealy Townsend intorno al : il regime in cui questi fenomeni sono validi è detto regime della scarica oscura, o scarica di Townsend [3].

Le correnti più basse punto A della curva caratteristica sono dell'ordine del p A o anche meno, e sono sotto forma di impulsi casuali "burst" di corrente, dovuti a sorgenti esterne, come radioattività naturale e raggi cosmici. Se viene applicata tensione agli elettrodi, gli elettroni cominciano ad essere emessi dall'elettrodo negativo catodo , inizialmente per fotoemissione. La corrente raggiunta è detta corrente di saturazione , ed è chiamata I 0.

Poiché il valore della corrente di saturazione dipende dal modo con cui dall'esterno si è aumentata la tensione, e dalla quantità di elettroni iniziali, ci possono essere molte curve come la A - B , con differenti valori di corrente di saturazione per esempio, come in figura i tratti A - B , A' - B' , eccetera.

Questa proprietà della parte iniziale della curva caratteristica di un tubo di scarica viene utilizzata per esempio nei contatori Geiger : il tratto A - B viene pertanto chiamato talvolta anche regime Geiger. Aumentando ancora la tensione, gli elettroni liberi vengono accelerati sufficientemente da potere collidere con atomi neutri, producendo nuovi elettroni liberi ionizzazione per collisione.

L'elettrone iniziale, più quello emesso per collisione, possono venire riaccelerati, per collidere con altri atomi neutri. Questo produce un effetto a valanga, noto come scarica a valanga , o di Townsend tratto B - C della curva caratteristica.

Esso rappresenta il numero di elettroni prodotti per unità di lunghezza del tubo di scarica. Inoltre, esso obbedirà alla legge di Saha per la ionizzazione della specie di gas contenuta nel tubo:. Unendo le due relazioni scritte si ottiene:. A questo punto, si tiene conto che il libero cammino medio è inversamente proporzionale alla pressione nel tubo di scarica, e quindi:. Il risultato notevole è che i valori delle due costanti dipendono dal tipo di gas, e dai due parametri E e p , ma non dalla forma o dal materiale dell'elettrodo.

Questo avviene nella transizione da scarica oscura a scarica a bagliore, cioè nel tratto C-D-E della curva caratteristica. Il regime in cui la scarica si sostiene da sola è chiamato anche scarica auto-sostenuta di Townsend punto D della curva caratteristica , ed è caratterizzato da un ancora più marcato aumento della corrente nel tubo. Risolvendo l'esponenziale si ottiene subito:. Il valore tipico di corrente per una scarica a bagliore è delle decine di milli ampere , quindi relativamente bassa: benché gli elettroni possano avere temperature intorno ai kelvin , gli ioni sono a temperatura ambiente.

Sulla scarica nei gas rarefatti

Normalmente, per ottenere una scarica in corrente continua è necessario sapere, per una data lunghezza del tubo d e per un dato valore della pressione p , e per un dato tipo di gas, quale sia la tensione che bisogna applicare per ottenere l'innesco: questo è un problema comune, dalla xerografia , fino all'innesco nei ben più complicati esperimenti di fusione nucleare che utilizzano plasmi. Le espressioni finora fornite sono tuttavia abbastanza implicite, perché richiedono la conoscenza precisa dei due esponenti di Townsend.

Risolviamo l'esponenziale al membro di sinistra, e otteniamo subito un'espressione per la tensione di innesco:. L'esposizione fin qui fatta della scarica a bagliore e dell'innesco presuppone la presenza di elettrodi piani o cilindrici.

Ionizzazione dei gas

Quando invece il catodo ha la forma di punta o un filo , il campo elettrico è più intenso in prossimità della punta stessa, per il noto potere disperdente delle punte.

Di conseguenza, la scarica a corona ha una grande importanza in campo applicativo, come per esempio:. In riferimento alla curva caratteristica, la scarica a corona si situa in una zona instabile fra la scarica auto-sostenuta di Townsend e la glow, nel tratto D-E della curva stessa: infatti, l'innesco avviene nel volume attivo, e non ha coinvolto tutto il volume occupato dal gas. Finora abbiamo considerato la scarica a bagliore cosiddetta "normale" punto G della curva caratteristica , per la quale la tensione è sostanzialmente indipendente dalla corrente, e solo una piccola porzione della superficie del catodo è interessata dal passaggio di corrente.

Quando il processo di emissione di elettroni coinvolge tutta la superficie del catodo, allora la tensione non è più indipendente dalla corrente, ma è circa proporzionale: con riferimento alla curva caratteristica, si passa da G ad H. L'aspetto della scarica alle varie pressioni è dato nella fig.

A sinistra sta il catodo a destra l'anodo. Al primo, una pellicola violetta riveste parte dell'elettrodo; all'anodo la luce è rosea ed occupa un'area molto piccola. Davanti al catodo, separata da uno spazio oscuro, appare una luce rossa, che diminuendo ancora la pressione si estende verso l'anodo e va a congiungersi con esso formando la colonna positiva.

Intanto col diminuire della pressione la diversità dei fenomeni luminosi ai due poli si fa sempre più accentuata, perché le luci si estendono di più. La colonna positiva, che da rossa diventa più rosea, si ritrae verso l'anodo e mostra nette stratificazioni. Al catodo, la luce negativa si espande invadendo parti sempre maggiori dello spazio disponibile e dividendosi in due regioni luminose distinte e parallele all'elettrodo: la prima luce negativa rosea nell'aria , che riveste il catodo, e il bagliore o seconda luce negativa azzurra.

Le separa uno spazio oscuro spazio oscuro catodico , di Hittorf o di Crookes. Il bagliore costituisce la manifestazione luminosa catodica più vivace e da essa prende il nome il tipo di scarica elettrica considerato scarica a bagliore.

Cerca tra gli strumenti presenti nel museo

Dal fronte catodico della colonna positiva, il bagliore è pure separato da uno spazio oscuro, detto spazio oscuro di Faraday. Questi fenomeni si osservano a pressioni di qualche decimo di mm. Se la pressione diminuisce ancora, la colonna positiva si ritrae sempre più verso l'anodo quasi respinta dall'invadente bagliore negativo. Le stratificazioni si fanno più ampie, ma anche meno numerose, e infine scompaiono con l'intera colonna positiva. Sotto il decimo di mm.

Col successivo diminuire della pressione, questo fronte si sposta ancora verso l'anodo e mentre le luci si fanno sempre più deboli e vanno quasi estinguendosi lo spazio oscuro invade tutto l'interno del tubo. Scariche elettriche nei gas molto rarefatti. Mentre l'interno del tubo è oscuro, subentra allora invece un'intensa fluorescenza verde alle pareti di vetro opposte al catodo; questo indica l'esistenza di un flusso invisibile di particelle eletrizzate v.

L'indagine sperimentale ha condotto a riconoscere queste particelle elettrizzate per elettroni , cariche elettriche negative di 4, 10 u. Millikan e di massa circa volte più piccola di quella dell'atomo d'idrogeno. Questo flusso costituisce i cosiddetti raggi canali. Meccanismo della scarica elettrica nei gas. Sono ionizzatori secondarî i raggi X, le radiazioni delle sostanze radioattive v. Elettroni si possono pure fornire al gas mediante l'effetto termoionico v.

Ma questi casi non riguardano lo studio delle scariche elettriche propriamente dette. In queste, la conducibilità elettrica si produce solo in virtù della differenza di potenziale dei due elettrodi. Per spiegare questo si deve pensare che, secondo la teoria cinetica dei gas, ai corpuscoli, siano essi o no elettrizzati, compete un certo valore dal cammino libero medio ch' essi possono percorrere tra un urto e il successivo con altre particelle v. La ionizzazione di un atomo richiede d'altra parte un determinato quanto di energia, che, misurato dalla differenza di potenziale che, per acquistarlo, un ione o un elettrone deve attraversare liberamente, si chiama potenziale di ionizzazione.

Un ione di carica elementare 4, 10 u. Per ciascuna riga spettrale l'energia che l'atomo deve acquistare per poter emettere la rispettiva radiazione è pure una quantità fissa e si dice potenziale di eccitazione. Ecco i valori di alcuni potenziali di ionizzazione e dei rispettivi minimi potenziali di eccitazione:.

Per determinare la ionizzazione per urto è dunque assolutamente necessario che la differenza di potenziale dei due elettrodi superi quel valore che consenta, almeno in qualche parte del gas, agli ioni e agli elettroni di acquistare l'energia necessaria. Ma oltre alla ionizzazione per urto, un secondo fenomeno concorre a rendere possibile la scarica elettrica nei gas, arricchendoli, specialmente a bassa pressione, di elettroni liberi.

Gli ioni positivi, arrivando al catodo, possono, in virtù della velocità acquistata e forse più in virtù del loro numero, estrarre direttamente elettroni dal metallo. Questo processo, cui non corrisponde un analogo all'anodo, determina anche le dimrsità che presentano a bassa pressione i fenomeni luminosi dei due elettrodi. Il concorso simultaneo della ionizzazione per urto e dell'estrazione di elettroni dal catodo permette dunque la ionizzazione spontanea del gas sotto l'azione d'una differenza di potenziale sufficiente.

Si producono allora due flussi di particelle d'opposto segno, dirette verso i rispettivi elettrodi, flussi che durante il percorso s'ingrossano per la ionizzazione da essi stessi provocata doppia valanga di ioni.

Per uno stato di regime stazionario scarica elettrica continua si richiede naturalmente che questi due flussi si regolino in modo da compensare in ogni istante la diminuzione di ioni dovuta alla neutralizzazione delle cariche agli elettrodi corrente , alla ricombinazione fenomeno inverso della ionizzazione e alla diffusione di ioni fuori della regione del gas percorsa dalla scarica elettrica. In regime stazionario la densità della corrente elettrica corrente per unità di sezione alla distanza generica dal catodo è data da.

La densità della carica spaziale carica per unità di volume è data da. Se la densità di corrente è notevole, anche queste cariche spaziali possono diventare molto rilevanti. Esse deformano allora il campo elettrico, che senza di esse dovrebbe avere fra gli elettrodi la distribuzione voluta dalle leggi dell'elettrostatica per il vuoto.

Infatti, se le cariche spaziali deformano notevolmente il campo elettrostatico, sarà nel campo deformato e non più in quello puro che dovranno procedere in senso opposto le due valanghe di ioni, e il modo in cui esse cresceranno sarà allora ben diverso, perché la facoltà di ionizzare dipende dall'intensità del campo.

D'altra parte lo sviluppo diverso delle due valanghe di ioni influirà a sua volta sulla distribuzione delle cariche spaziali. Lo stato finale stazionario dovrà risultare adunque da un equilibrio compensatore di queste opposte influenze e sarà ben diverso da quello che si sarebbe presentato a densità di corrente molto piccola, mancando l'intervento delle cariche spaziali e la conseguente deformazione del campo.

Per effetto delle cariche spaziali si forma infatti al catodo, come vedremo più innanzi, una caduta di potenziale fortissima, attraverso lo spazio oscuro catodico, e ivi si compenetrano le due valanghe ioniche determinando, quando si raggiungono le condizioni di stazionarietà, un costante flusso di elettroni verso le altre regioni di scarica.

Il valore della caduta di potenziale catodica, lo spessore dello spazio oscuro e la densità della corrente sono determinati appunto dalla condizione che questo flusso di elettroni sia sufficiente alle esigenze della scarica.

Lo Stark ha dato il nome di doppio stato di ionizzazione catodica alla regione in cui si svolgono i processi descritti. La sua reale esistenza è dimostrata dal formarsi delle due distinte luci negative; la sua essenziale importanza per la scarica a bagliore, dal fatto che tutte le altre regioni di ionizzazione o luminose possono mancare senza alcun pregiudizio per il fenomeno.

La teoria è stata data da R. Holm, ed ha avuto recenti sviluppi da parte di R. Seeliger, M. Steenbeck, W. Le forme o fasi della scarica elettrica in regime stazionario.

Le scariche del primo tipo prendono il nome generico di scariche di Townsend , perché le condizioni che le determinano sono quelle stesse che suppose J. Townsend nella sua teoria del potenziale di scarica.

Esse si presentano transitoriamente come fase iniziale durante l'accensione di tutte le altre forme di scarica; come fase stabile, principalmente nell'effetto corona e cioè a pressione elevata intorno a elettrodi di forte curvatura. Il secondo tipo di scarica comprende, oltre a quelle scariche a pressione notevole, che si sviluppano quando la densità della corrente cresce oltre il valore che presenta nell'effetto corona pennacchio, scintilla , la scarica a bagliore , per cui è condizione essenziale l'esistenza di forti cariche spaziali che, deformando il campo, rendano possibile il formarsi del doppio strato di ionizzazione catodico, e l' arco , in cui sempre la densità di corrente è molto forte.

Si distinguono tre forme o fasi della scariea elettrica: la fase di Townsend , quella a bagliore e quella d'arco ; la prima, del primo tipo, le due altre del secondo.

Tutt'e tre possono sussistere, in condizioni opportune, stazionariamente in un gas. Per precisare queste condizioni il Seeliger considera come variabili la densità j della corrente nel gas e la pressione p.

Risulta allora, secondo l'esperienza, un diagramma del tipo indicato dalla fig. La stazionarietà del fenomeno è quindi legata anche a certe speciali condizioni, cui deve soddisfare il modo d'alimentazione. Le curve mostrano come il gas abbia una resistenza elettrica variabile con l'intensità. Inoltre le tre fasi si distinguono per l'ordine di grandezza di questa resistenza variabile, ch'è massimo per la fase di Tomsend fase più debole , minore per quella a bagliore, minimo per l'arco fase più forte.

La caratteristica della fase di Townsend è preponderantemente crescente, quella della fase a bagliore, decrescente per un breve tratto iniziale regime subnormale , è parallela all'asse i nel tratto seguente regime normale , poi di nuovo crescente regime anomalo e decrescente solo alla fine. La fase d'arco ha caratteristica essenzialmente decrescente. Le caratteristiche descritte in senso inverso, cioè facendo diminuire l'intensità della corrente, non ricoprono esattamente quelle ottenute procedendo nell'altro senso isteresi.

Gli stati corrispondenti ai tratti delle caratteristiche fortemente decrescenti sono per loro natura instabili. Si ha allora invece un processo discontinuo, in cui, nonostante la continuità dell'alimentazione, le due fasi prossime s'alternano periodicamente scariche discontinue.

A pressione elevata si presenta come forma normale della scarica la fase di Townsend, finché non si raggiungano linea bb della fig. Per distanze piccole subentra invece, subito, non appena sia raggiunto il potenziale di scarica, il fenomeno discontinuo della scintilla.

Il diagramma della fig. La corrente di Townsend e la determinazione del potenziale di scarica. Questo potenziale costituisce dunque il vero potenziale di scarica. La sua determinazione analitica è dovuta appunto al Townsend e si fonda sulla considerazione che all'inizio della scarica elettrica, quando nessuna corrente sensibile attraversa ancora il gas, le cariche spaziali possono riguardarsi come nulle e il campo esistente fra gli elettrodi come non diverso da quello elettrostatico.

Questa relazione dev'essere della forma:. Scelta p. L'ultima relazione esprime la legge di Paschen , la quale dice, generalizzata, che per elettrodi piani e paralleli, cioè in campo uniforme, il potenziale di scarica è soltanto funzione del prodotto della pressione e della distanza degli elettrodi.

Tratti di scarica per cui il prodotto pd è lo stesso si dicono simili. L'andamento di A quale funzione di pd è in tutti i gas del medesimo tipo, come lo mostra la fig. Carr ed E. Mentre per valori pd elevati la legge di dipendenza è praticamente lineare potenziale di scarica proporzionale sia alla pressione, sia alla distanza , per ciascuno dei gas si ha, per un valore caratteristico del prodotto pd , un minimo del potenziale di scarica.

Per l'aria esso è di 5,65 mm. Hg per mm. Per l'elio invece il minimo di A è, se il gas è purissimo, di soli volt, con un prodotto critico pd di 40 mm. Col crescere della distanza degli elettrodi, pur crescendo il potenziale di scarica A , il campo disruptivo diminuisce fortemente. Schumann Se gli elettrodi sono sfere o cilindri di raggio piccolo rispetto alla loro distanza, le cose cambiano notevolmente d'aspetto.

A parità di distanza e di pressione, il potenziale di scarica diminuisce col raggio di curvatura, ma d'altra parte cresce il campo disruptivo che si calcola ora, come valore massimo del gradiente, dalla differenza di potenziale nota e dalla distribuzione del campo data dalle leggi dell'elettrostatica.

In funzione della distanza degli elettrodi, il campo disruptivo diminuisce inoltre, col crescere di questa, fino a un minimo, ma torna poi a crescere per avvicinarsi a un limite oltre il quale esso diventa indipendente dalla distanza.

Per tutti questi e per varî altri casi lo Schumann ha raccolto dati precisi e calcolato i campi disruptivi, soddisfacendo specialmente ai bisogni dell'elettrotecnica. Se i potenziali di scarica hanno da servire, come spesso avviene, per la misura di differenze di potenziale, i dati relativi devono riferirsi naturalmente a sfere di determinato raggio.

Alcuni valori sono raccolti nella seguente tabella, che dà i potenziali di scarica in kV per due sfere eguali campo asimmetrico nell'aria a mm. Tensioni dell'ordine di kV si misurano opportunamente con sfere di 37,5 cm. Il fatto che il campo disruptivo taluni parlano di rigidità dielettrica non muti più, oltre un certo valore della distanza degli elettrodi, dimostra che il processo di ionizzazione si svolge, quando gli elettrodi sono fortemente curvi, soltanto in uno spazio limitato in vicinanza degli stessi, dove il campo è più intenso.

Nel rimanente intervallo si ha solo una corrente di trasporto convettivo. Fra punta e piano è sempre la punta che funge, per la medesima ragione, da elettrodo di scarica. Lo spazio di scarica intorno all'elettrodo attivo crescerà evidentemente col diminuire della sua curvatura. La scarica di punte è usata a scopo scientifico nel conta - elettroni di H.

Geiger fig.

Tra questa e il cilindro si stabilisce una conveniente differenza di potenziale qualche migliaio di volt , di poco inferiore a quella necessaria al passaggio della scarica. Gli arrivi successivi possono essere quindi contati, se il semplicissimo strumento è collegato con un elettrometro o un galvanometro, che indichi il passaggio della scarica.

L'effetto corona, il fenomeno luminoso che si osserva sui fili delle condutture d'alta tensione, appartiene pure alla specie di scarica che ora abbiamo considerato. Nell'effetto corona mancano quasi del tutto fenomeni di polarità ; il campo, per cui si produce l'effetto, è lo stesso per i fili di opposto segno.

Le condizioni di Townsend diventano in questo caso condizioni di Schumann ;. Per un campo omogeneo le due condizioni diventano. Si deve ammettere che si verifichi questo ultimo caso nel pennacchio e nella scintilla, dove per la forte densità di corrente deve subentrare, subito dopo l'inizio della scarica, l'influenza delle cariche spaziali.

Questo fenomeno si manifesta del pari nelle scariche lambenti le superficie dei dielettrici. Per la determinazione del campo disruptivo fra elettrodi variamente conformati sfere, cilindri, ecc. Pochettino e G. La natura del materiale di cui è costituito il catodo, come pure lo stato della superficie di questo elettrodo E. Dubois cominciano inoltre a influire fortemente sulla scarica elettrica, quando il gas è rarefatto.

L'estrazione di elettroni dal catodo per parte degli ioni positivi si afferma in questo caso come un fenomeno di essenziale importanza per la scarica elettrica. E in queste condizioni si manifesta la scarica a bagliore. La scarica a bagliore. Questa funzione ha nel neon, secondo determinazioni di F. Penning, per ioni di volt, il valore o,,6, per ioni di volt il valore 0,,14, per ioni di 0 volt il valore limite di 0, L'influenza fondamentale delle cariche spaziali nella scarica a bagliore si rivela nella distribuzione particolare dei caratteristici strati luminosi, già descritti e in quella del potenziale lungo l'asse del tubo da scarica.

OA rappresenta uno spazio oscuro molto stretto spazio oscuro di Aston , che in certi gas elio, neon e idrogeno si è osservato al limite fra il catodo e la prima luce negativa ILN rossa nell'elio, rosa nell'aria, gialla nel neon. OC è lo spazio oscuro catodico , oscuro più che altro per contrasto, ma non privo del tutto di luminosità violetto nell'aria, verde smeraldo nell'elio, rosso cupo nel neon. FB rappresenta il fronte catodico del bagliore , che del pari si stacca nettamente dalla regione oscura vicina soltanto per un effetto fisiologico.

Infatti l'esame spettroscopico rivela, per ogni singola radiazione emessa, un distacco molto meno marcato e per di più un'estensione diversa dello spazio oscuro; sicché il fronte catodico del bagliore presenta una sua particolare struttura fine , in quanto si constatano delle radiazioni di eccitazione tanto minore quanto più si procede verso l'interno del bagliore. Il bagliore B , che si estende verso lo spazio oscuro di Faraday OF non ha invece dalla parte anodica un fronte marcato.

La luce sfuma nello spazio oscuro gradualmente. Le cosiddette aureole sono dovute alla diversa lunghezza che ha il bagliore per le varie radiazioni luminose emesse. Il bagliore è azzurro nell'aria e nell'azoto, bianco giallastro nell'ossigeno, rosa azzurrognolo nell'idrogeno, verde pallido nell'elio, rosso aranciato nel neon. Queste colorazioni variano molto del resto con la purezza del gas e con la natura delle impurità.

La luce anodica LP costituisce in generale una pellicola luminosa poco estesa che riveste la superficie dell'elettrodo, separata solo talvolta da esso da uno spazio oscuro sottilissimo. Nel neon essa forma in certi casi una mezza sferula. La luce positiva è rossa nell'aria e nell'azoto, quasi bianca nell'idrogeno, gialla o rossa sferula nel neon.

Diremo più innanzi della colonna positiva, che, pur essendone il fenomeno luminoso più appariscente, non è affatto una regione essenziale nella scarica a bagliore. L'importanza invece fondamentale delle regioni catodiche si prova facilmente con un tubo da scarica, che abbia gli elettrodi mobili. Spostando il catodo verso l'anodo fig. La colonna positiva, all'opposto, rientra nell'anodo in modo da distare sempre ugualmente col suo fronte catodico dall'elettrodo negativo.

Spostando l'anodo fig. Le due luci negative sono interdipendenti, come lo richiede anche la teoria; l'esistenza dell'una è condizione necessaria per l'esistenza dell'altra. Lo si prova facilmente interponendo fra la prima luce negativa e il bagliore un piccolo schermo. Esso impedisce la formazione di ambedue le luci nella zona corrispondente all'estensione dell'ostacolo. Inoltre le luci negative si sviluppano sempre parallelamente alla superficie del catodo, sicché il fronte catodico del bagliore riproduce la forma del catodo, qualunque essa sia.

Che la posizione dell'anodo non abbia influenza, lo si prova con un catodo girevole. Le luci negative seguono il moto del catodo, rimanendo sempre a esso parallele. Si ha, come si vede, in immediata vicinanza del catodo, una caduta di potenziale fortissima, caduta di potenziale catodica.

La caduta anodica è molto minore. Si vede inoltre come la scarica a bagliore deformi il campo in modo notevolissimo. Forti cariche spaziali positive debbbono sussistere davanti al catodo, in modo da intensificare fortemente il campo nelle sue immediate vicinanze e indebolire invece il campo nel rimanente dello spazio percorso dalla scarica.

Per la stessa ragione devono presentarsi cariche spaziali negative, sebbene con densità minore, davanti all'anodo, per produrre la caduta di potenziale anodica. Gli elettroni che arrivano all'anodo determinano naturalmente il formarsi di questa carica spaziaie, come la prevalenza di ioni positivi lenti intorno al fronte catodico del bagliore, dove più intensa è la ionizzazione per urto da parte degli elettroni sorgente dei raggi canali , forma la carica spaziale positiva davanti al catodo.

La caduta catodica in regime normale della scarica a bagliore è una quantità fissa, che non dipende se non dalla natura chimica dell'elettrodo e del gas, ma è indipendente dalla pressione e dall'intensità della corrente. Diamo alcuni valori in volt per vari metalli e gas:. L'uso di catodi incandescenti è per questo frequentissimo tubi Coolidge per raggi X: v. Oltre alla caduta catodica è costante, in regime normale, anche la densità della corrente al catodo. Il bagliore ricopre cioè il catodo soltanto per una parte proporzionale all'intensità della corrente che passa Legge di Hehl - Wilson.

Questa legge vale anche quando la corrente varia con rapidità non troppo grande e ha condotto a un'applicazione per l'esame delle correnti variabili di piccola frequenza: l' oscillografo a bagliore E. Gehrcke, E. Ruhmer ; un tubo da scarica con elettrodi filiformi, l'uno dei quali, a seconda del senso della corrente, si ricopre di una guaina luminosa di lunghezza proporzionale all'intensità. Si osserva l'immagine in uno specchio rotante. La costante a è dell'ordine di qualche decimo nel neon di qualche centesimo , la b varia da 1 a 2, se si misura la densità in Milliampère per cm 2.

Si tratta, come ordine di grandezza, sempre di densità di decimi di Milliamp. La densità normale cresce con il raggio di curvatura del catodo.


simile