Akademik

(от лат. stratum - настил, слой) - неподвижные или движущиесязоны неравномерной светимости, регулярно чередующиеся с тёмными промежуткамив положительном столбе газового разряда низкого давления, напр. тлеющегоразряда. Обычно яркой стороной С. обращены к катоду. С. бывают неподвижныеи движущиеся, причём движутся они также от анода к катоду. В однородныхтрубках, в чистых инертных газах С. движутся со скоростями порядка десятковм/с при давлении тор. Напряжённость электрич. поля, плотность и темп-pa электронов на фронтеС. обычно высоки (визуально - светлый слой). При удалении от фронта к анодунапряжённость поля, темп-pa и плотность электронов уменьшаются настолько, что ионизация прекращается (появляется тёмный промежуток).

По совр. представлениям, С. представляют собой ионизационные волны; вслучае небольших pd (d - межэлектродное расстояние) это - линейнаяволна, возникающая в ограниченном пространстве (газоразрядной трубке).(Заметим, что в свободном пространстве волны ионизации в разрядах проявляютсяв виде стримеров. )Длина одной С., т. е. расстояние между соответствующимиточками соседних С., составляет неск. диаметров трубки.

Т. к. движущиеся С.- волновой процесс, то гл. роль в их возникновениииграют пространственные неоднородности продольного типа. В молекулярныхгазах пространственный масштаб неоднородности, определяемый длиной установленияэлектронной темп-ры а, весьма мал вследствие большой скорости передачиэнергии от электронов молекулам. Поэтому и возможные неоднородности могутбыть весьма мелкими. В атомарных инертных газах, где передача энергии крайнезамедлена и длина а велика, движущиеся С.- типичный процесс. Схема, поясняющая причину движения С. от анода к катоду, дана на рис. 1. В реальных, сравнительно коротких волнах градиенты плотности значительны. Для такихволн распределения электронов п _е (штриховая линия) иионов (сплошная кривая) соответствуют преобладанию диффузии электронов над дрейфом. Возникающее поле поляризации складывается с постоянным невозмущающим полем Е на том участке волны, где п _е уменьшается в сторону падения потенциала, и вычитаетсяиз Е на другом склоне. По этой причине волна сдвинута на четверть длины волны в сторону катода относительно волны . Это приводит к смещению максимума скорости ионизации, т. е. возбуждаетсяволна ионизации.

Рис. 1. Схема, поясняющая причину движения страт от анода к катоду.

На рис. 2 приведены эксперим. и теоретич. данные о зависимости длиныволны С.от частоты поля v для разряда в аргоне при р= 60 Па и токе 3,6А в трубке радиусом 1,65 см. Фазовая скорость С. изменялась от 80 до 180м/с; групповая скорость С., т. е. направлена противоположно фазовой, что является особенностью С. в электрич. разряде.

Рис. 2. Зависимость длины волны страт от частоты.

В С. большой амплитуды ф-ция распределения электронов может иметь нелокальныйхарактер, что резко усложняет теоретич. описание появления С.

Лит.: Ланда П. С., Автоколебания в распределённых системах, М., 1983;Райзер Ю. П., Физика газового разряда, М., 1987; Рожанский В. А., ЦендинЛ. Д., Столкновительный перенос в частично-ионизованной плазме, М.. 1988. Э. И. Асиновский.