71
Qaz boşalması. Qazlar adi şəraitdə neytral atom və molekullardan təşkil olun-
duğu üçün dielektrikdir
elektrik cərəyanını keçirmir. Qazı keçirici etmək üçün onu
ionlaşdırmaq lazımdır.
İonlaşma
neytral qaz atomunun (və ya molekulunun) elektron itirməsi və ya
alması hesabına iona çevrilmə prosesidir.
Elektronu neytral atomdan qopararaq onu müsbət iona çevirmək üçün elektron ilə
nüvə arasında mövcud olan Kulon qarşılıqlı cazibə qüvvəsinə qarşı iş görülməlidir.
Elektronu neytral atomdan qoparmaq üçün zəruri olan minimum enerji ionlaş-
ma enerjisi (
) adlanır.
Qazın ionlaşdırılması müxtəlif üsullarla həyata keçirilə bilər:
mühitə yanacaq alovu daxil etməklə (alovun tərkibi böyük miqdarda müsbət və
mənfi ionlardan ibarətdir);
qazı ionlaşdıra biləcək yüksək temperatura (10 -dən yüksək) qədər qızdır-
maqla. Buna
termik ionlaşdırma deyilir;
qazı rentgen, radioaktiv və kosmik şüalarla şüalandırmaqla;
qazda güclü elektrik sahəsi yaratmaqla.
İonlaşmış qazın olduğu fəzada elektrik sahəsi yaradılarsa, qazdan elektrik cərə-
yanı keçər
qaz boşalması baş verər. Qaz boşalmasının iki növü var:
qeyri-müstəqil
boşalma və
müstəqil boşalma.
Müstəqil qaz boşalmasının növlərini fiziki mexanizminə görə fərqləndirin.
Məsələ 1. Verilən 7 şəkli araşdırın. Onların müstəqil qaz boşalmasının hansı növünə aid
olduğunu təyin edib nömrələrini uyğun açar sözün altında yazın.
1
2
3
4
5
6
7
Nəticənin müzakirəsi:
Müstəqil qaz boşalmasının növlərini fiziki mexanizminə görə necə fərqləndiyini izah edin.
Müstəqil və qeyri-müstəqil qaz boşalması hansı şəraitdə yarana bilər?
ARAŞDIRMA
1
Qövs boşalması
Alovsuz boşalma
Tac boşalması
Qığılcım boşalması
LAYİHƏ
72
Qaz boşalmasının VAX-ı. VAX təcrübi olaraq müəyyən edilmişdir. Belə ki, ion-
laşdırıcının təsiri ilə şüşə borunun elektrodları (katod və anodu) arasındakı qaz ion-
laşdırılaraq orada elektron və müsbət ionlar yaradılmışdır
(a)
. Bundan sonra elekt-
rodlar arasına gərginlik verilmiş və o, sıfır qiymətindən tədricən artırılmağa başlan-
mışdır. VAX-dan görünür ki, zəif elektrik sahəsində qazdakı elektrik yükdaşıyıcıla-
rına da zəif elektrik qüvvələri təsir edir və qazda elektrik cərəyanı gərginliklə düz
mütənasib artır (bax:
b,
VAX-da
Oa
hissəsi). Bu hissədə qazda cərəyanın
dəyişməsi
Om qanununa uyğun baş verir.
Gərginliyin sonrakı artımında cərəyan şiddəti ilə gərginlik arasındakı mütənasiblik
pozulur (
ab
hissəsi). Gərginliyin
qiymətindən başlayaraq cərəyan şiddəti gərgin-
likdən asılı olmur
doyma hadisəsi baş verir (
qrafikin
bc
hissəsi). Deməli, borudakı
bütün elektronlar və müsbət ionlar nizamlı hərəkət etməklə cərəyanın yaranmasında
iştirak edirlər. Beləliklə, qrtafikin
Oc
hissəsi qazın
qeyri-müstəqil boşalmasına uyğun-
dur (bax:
xatırlama hissəsi).
Doyma cərəyan şiddətinin qiyməti aşağıdakı ifadə ilə təyin edilə bilər:
=
. (2)
Burada
− müddətində qazın vahid həcmində ionlaşdırıcının yaratdığı elektron-
ion cütünün sayı,
− elementar yük, − elektrodlar arasındakı fəzanın həcmidir.
Gərginliyi artırmaqda davam etdikdə elə bir an gəlib çatır ki, onun müəyyən qiy-
mətindən başlayaraq (
2
-dən
) sonrakı kiçik artımlarında qazdakı elektronların ki-
netik enerjisi kəskin artır. Əgər bu enerji qaz molekullarının ionlaşma enerjisindən
böyük olarsa, yəni
2
, (3)
şərti ödənilərsə, bu halda həmin elektronlar molekullarla toqquşduqda əlavə enerji
almış atomlar elektron itirərək ionlaşar. Bu hadisə
elektron zərbəsi ilə ionlaşma
adlanır. Nəticədə qazda elektron və ionların sayı, və deməli cərəyan şiddəti artır
(
qrafikin
cd
hissəsi). Gərginliyin daha böyük qiymətlərində isə elektrik sahəsində
böyük kinetik enerji alan müsbət ionlar katoda vurduqları ardıcıl zərbələr nəticəsində
ondan elektronları vuraraq çıxarır – ikinci elektron emissiyası baş verir. Bununla
yanaşı, katodun temperaturu kəskin artır və orada termoelektron emissiyası baş verir.
Nəticədə, qazda elektrik yükdaşıyıcılarının sayı və deməli, ondan keçən cərəyan
(a)
(b)
(b)
LAYİHƏ
73
şiddəti daha kəskin artır (
qrafikin
de
hissəsi). Beləliklə, (3) şərtinin ödənildikdə
müstəqil qaz boşalması yaranır.
NƏ ÖYRƏNDİNİZ?
İş vərəqinə “
qaz boşalması”, “
müstəqil boşalma”, “
qeyri-müstəqil bo-
şalma”, “
ionlaşma enerjisi”, “
sərbəst qaçış yolu” anlayışlarının
tərifini,
yaxud izahlarını qeyd edin və müstəqil boşalma ilə qeyri-müstəqil
boşalmanın VAX-ını çəkin.
Qazın ionlaşması dedikdə nə nəzərdə tutulur?
Məsələ 2. İonlaşdırıcı borunun elektrodları arasındakı qazın həcmi
0,25 -dir. Xarici tə-
sirlə ionlaşdırılan qazda doyma
cərəyan şiddəti
= 1,6 ∙ 10
-dir. Qazın vahid həc-
mində 2 san müddətində neçə elektron-ion cütü əmələ gəlir (
= 1,6 ∙ 10
)? Elektrik
sahəsini bircins qəbul edin.
Nəticənin müzakirəsi:
Nə üçün qazın ionlaşması dedikdə, qazda
elektron-ion cütünün yaranması nəzərdə tutulur?
Həyatla əlaqələndirin:
Niyə adi elektrik xətlərindən fərqli olaraq yüksək
gərginlik xətləri izolyasiya qatı ilə örtülmür?
ARAŞDIRMA
2
TƏTBİQETMƏ
Özünüzü qiymətləndirin:
№
Suallar
Bilirəm
zəif
orta
yaxşı
1
Qaz boşalması mənfi ionların hesabına
baş verə
bilərmi? Cavabınızı əsaslandırın.
2
Qazda müstəqil boşalmanın baş verməsi üçün
hansı şərt ödənilməlidir?
3
İonlaşdırıcının təsiri ilə qazda ionların sayı
müəyyən həddə qədər artır, sonra isə sabit qalır.
Niyə?
4
Şimşək çaxması 1 msan baş verdi.
Bu zaman
şimşəkdən 60 kA cərəyan keçdi. Şimşəyin
daşıdığı elektrik yükünün miqdarını təyin edin.
LAYİHƏ