Скользящий разряд. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Скользящий разряд - разновидность импульсного искрового разряда по поверхности диэлектрика. Картины распределения искровых каналов по поверхности диэлектрика при С. р. впервые наблюдались в 1777 Г. К. Лихтенбергом (G. Ch. Lichtenberg) и наз. Лихтенберга фигурами. В сильных разрядах высокие давления и температуры деформируют поверхность диэлектрика, запечатлевая фигуры Лихтенберга; в слабых разрядах их можно сделать видимыми, посыпая поверхность диэлектрика спец. порошком или проявляя подложенную под слой диэлектрика фотопластинку. Впервые в фотографии С. р. был использован в 1887 А. Тёплером (A. Toepler).

Типичная конфигурация электродов, между к-рыми происходит С. р., приведена на рис. 1: один из электродов (1)представляет собой тонкую проволочку, другой (3) - плоскую поверхность, отделённую от первого слоем диэлектрика (2), по к-рому стелется разряд.

Рис. 1. Скользящий по поверхности диэлектрика разряд: 1 - инициирующий электрод; 2 - диэлектрическая подложка; 3 - металлическая подложка - второй электрод.

Такая электродная конфигурация создаёт резко неравномерное электрич. поле Е с преобладанием нормальной составляющей к поверхности диэлектрика. Поэтому в С. р. могут быть достигнуты высокие значения Е при умеренных амплитудах питающих высоковольтных импульсов.

При воздействии на электроды С. р. высоковольтного импульса напряжения с амплитудой 10⁴-10⁵ В и скоростью нарастания ~10¹² В/с в разрядном промежутке складываются условия, характерные для наносекундного пробоя электрического. Напряжённость электрич. поля в промежутке может усиливаться до 10² раз на микронеровностях поверхности диэлектрика и электродов. При этом время развития разряда становится соизмеримым со временем протекания элементарных процессов в плазме, что приводит к отклонению от лавинного (таунсендовского) и стримерного механизмов (см. Пробой газа ),и даже при протекании больших токов (-10⁵ А) разряд остаётся диффузным, канал дугового разряда не образуется.

В таких жёстких режимах ток лидерной (незавершённой) стадии может превышать ток последующего завершённого С. р., замыкающего разрядный промежуток, а излучение разряда на этой стадии содержит интенсивную УФ-компоненту (вплоть до мягкого рентгена). Это излучение создаёт свободные фотоэлектроны на расстояниях, значительно превышающих критич. размеры первичных лавин. При импульсном напряжении 50- 200 кВ вдоль поверхности диэлектрика легко возникают плазменные поверхности протяжённостью до 200 см, яркостная темп-pa к-рых может достигать 6*10⁴ К. Специфика С. р. определяется активным взаимодействием плазмы разряда с поверхностью диэлектрика, что отражается на спектральных характеристиках излучения плазмы. Канал С. р. ограничен в пространстве диэлектрич. подложкой, поэтому площадь его сечения меньше, а погонное электрич. сопротивление соответственно больше, чем у свободного искрового разряда. Малая индуктивность и. относительно большое сопротивление завершённого С. р. обеспечивают высокую мощность энерговыделения в канале разряда, что приводит к образованию плотной высокотемпературной плазмы с большой площадью излучающей поверхности (

м²).

Рис. 2. Спектр излучения электрических разрядов Б азоте при атмосферном давлении: а - искровой разряд между вольфрамовыми электродами; б - завершённый скользящий разряд по поверхности лавсановой плёнки.

Поступление паров диэлектрика в плазму С. р. изменяет спектр его излучения, что важно при использовании С. р. как открытого источника УФ-излучения. На рис. 2 представлены спектры обычного искрового и скользящего по поверхности диэлектрика разрядов при одинаковом уд. энерговкладе. Видно, что в области вакуумного ультрафиолета интенсивность спектральных линий в случае С. р. на порядок выше. Т. к. спектр излучения С. р. имеет ярко выраженную дискретность, то возможно повышать интенсивность излучения в нужной спектральной области подбором соответствующего материала диэлектрич. подложки.

С. р. широко применяется при решении ряда научно-прикладных задач, в частности при создании низкоиндуктивных сильноточных коммутаторов, источников предионизации в импульсных газовых лазерах, плазменных электродов для организации однородного сильноточного объёмного разряда при повышенных давлениях (см. Электроды плазменные ).Плазма С. р. используется в качестве активной среды лазеров на самоограниченных переходах (лазеры на N₂, Ar, Ne и др.).

Литература по скользящим разрядам

Знаете ли Вы, в чем ложность понятия "физический вакуум"?

Физический вакуум - понятие релятивистской квантовой физики, под ним там понимают низшее (основное) энергетическое состояние квантованного поля, обладающее нулевыми импульсом, моментом импульса и другими квантовыми числами. Физическим вакуумом релятивистские теоретики называют полностью лишённое вещества пространство, заполненное неизмеряемым, а значит, лишь воображаемым полем. Такое состояние по мнению релятивистов не является абсолютной пустотой, но пространством, заполненным некими фантомными (виртуальными) частицами. Релятивистская квантовая теория поля утверждает, что, в согласии с принципом неопределённости Гейзенберга, в физическом вакууме постоянно рождаются и исчезают виртуальные, то есть кажущиеся (кому кажущиеся?), частицы: происходят так называемые нулевые колебания полей. Виртуальные частицы физического вакуума, а следовательно, он сам, по определению не имеют системы отсчета, так как в противном случае нарушался бы принцип относительности Эйнштейна, на котором основывается теория относительности (то есть стала бы возможной абсолютная система измерения с отсчетом от частиц физического вакуума, что в свою очередь однозначно опровергло бы принцип относительности, на котором постороена СТО). Таким образом, физический вакуум и его частицы не есть элементы физического мира, но лишь элементы теории относительности, которые существуют не в реальном мире, но лишь в релятивистских формулах, нарушая при этом принцип причинности (возникают и исчезают беспричинно), принцип объективности (виртуальные частицы можно считать в зависимсоти от желания теоретика либо существующими, либо не существующими), принцип фактической измеримости (не наблюдаемы, не имеют своей ИСО).

Когда тот или иной физик использует понятие "физический вакуум", он либо не понимает абсурдности этого термина, либо лукавит, являясь скрытым или явным приверженцем релятивистской идеологии.

Понять абсурдность этого понятия легче всего обратившись к истокам его возникновения. Рождено оно было Полем Дираком в 1930-х, когда стало ясно, что отрицание эфира в чистом виде, как это делал великий математик, но посредственный физик Анри Пуанкаре, уже нельзя. Слишком много фактов противоречит этому.

Для защиты релятивизма Поль Дирак ввел афизическое и алогичное понятие отрицательной энергии, а затем и существование "моря" двух компенсирующих друг друга энергий в вакууме - положительной и отрицательной, а также "моря" компенсирующих друг друга частиц - виртуальных (то есть кажущихся) электронов и позитронов в вакууме.

Однако такая постановка является внутренне противоречивой (виртуальные частицы ненаблюдаемы и их по произволу можно считать в одном случае отсутствующими, а в другом - присутствующими) и противоречащей релятивизму (то есть отрицанию эфира, так как при наличии таких частиц в вакууме релятивизм уже просто невозможен). Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.