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GAS RAREFATTI SCARICA


    Tubi a scarica di Crookes. Lo studio del passaggio dell' elettricit`a in gas rarefatti inizi`o verso la met`a dell' utilizzando tubi di vetro pieni di aria o di altri gas. I fenomeni che determinano la ionizzazione di un gas in un tubo furono studiati dal fisico inglese John Sealy Townsend. 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. La scarica elettrica attraverso l'aria o un gas qualsiasi produce in determinate L'aspetto della scarica nel gas rarefatto varia con la pressione del gas. LA SCARICA ELETTRICA NEI GAS RAREFATTI Lo studio del passaggio dell' elettricità in gas rarefatti iniziò verso la metà dell' Le osservazioni vennero.

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    Come ha scritto già nel Joseph J. In effetti, le scariche elettriche nei gas sono ricche di complessi fenomeni fisici. In questo articolo articolo vedremo qual è la tensione di scarica in aria e nei gas, e come avviene la scarica nei gas alle varie pressioni, nonché i differenti regimi di conduzione elettrica nei gas.

    Un semplice apparato sperimentale per studiare la scarica nei gas qui presentata — costituito dal classico tubo di vetro in cui viene pompata via aria, e con agli estremi due elettrodi cui è applicata una differenza di potenziale elevata — è illustrato nel mio articolo Come creare una scarica a bagliore , al quale dunque rimando.

    Alla normale pressione atmosferica, i gas sono cattivi conduttori di elettricità.

    Tubo rettilineo per la scarica nei gas | Museo Virtuale ITT Montani

    E da quali parametri dipende? Una scintilla o un arco elettrico in aria richiedono una tensione molto elevata. Paschen ha studiato la tensione di scarica di vari gas tra piastre metalliche parallele al variare della pressione del gas e della distanza inter-elettrodi. Per un dato gas, la tensione di scarica è una funzione solo del prodotto pd della pressione e della distanza.

    Ionizzazione dei gas

    Invece, con una pressione costante, la tensione necessaria per provocare un arco si riduceva quando la distanza si riduceva, ma solo fino a un certo punto. Via via che la distanza veniva ulteriormente ridotta, la tensione necessaria per provocare un arco cominciava a salire e ad un certo punto superava di nuovo il suo valore originale.

    Se siete interessati a conoscerla, e ad approfondire il discorso della dipendenza della tensione di scarica dai vari parametri — oppure a fare misurazioni sperimentali in tal senso — potete leggere il mio articolo Esperimenti sulla scarica a bagliore in un gas. Per aria in condizioni standard di temperatura e pressione STP , la tensione necessaria per generare un scarica ad arco alla distanza di 1 metro è di circa 3,4 MV milioni di volt.

    In relazione:SCARICA FONT ROBOTO

    Il cammino libero medio di una molecola in un gas è la distanza media tra le sue collisioni con altre molecole. Questo cammino è inversamente proporzionale alla pressione del gas.

    Cammino libero medio in cm degli elettroni in argon alle varie pressioni. Le perdite di energia dovute a un numero maggiore di collisioni richiedono pertanto tensioni maggiori affinché gli elettroni accumulino energia sufficiente per ionizzare molte molecole di gas, il che è necessario per produrre una scarica a valanga. Questo spiega perché la tensione di scarica cresce sul lato destro del minimo di Paschen.

    Sul lato sinistro del minimo di Paschen, invece, il prodotto pd è piccolo. In questo caso, gli elettroni potrebbero guadagnare molta energia, ma hanno meno collisioni ionizzanti perché le molecole di gas ionizzabili sono in minor numero.

    È quindi necessaria una tensione maggiore per assicurare la ionizzazione di molecole di gas sufficienti ad avviare una valanga. Alla pressione normale, infatti, non ha luogo alcuna scarica. Una sintesi visiva dei fenomeni in un tubo a scarica alle varie pressioni. Nell' inventario interno destinato a materiale non ufficialmente in carico, al numero si legge: "tubo per raggi anodici". L'involucro di vetro ha la forma di un palloncino alquanto schiacciato.

    Ciascuno dei due elettrodi è ottenuto formando un cerchio con la parte centrale di un filo di alluminio e poi, intrecciato il resto del filo, collegandone l'estremità al filo, generalmente di tungsteno o di platino, che attraversa il vetro nella solita maniera nella parte superiore, ove sono le protuberanze poste a questo scopo.

    Il palloncino termina in basso con un piede di vetro fissato ad una base di legno dal diametro di circa mm. Ne deduciamo che non vi è più vuoto sufficiente: gli elettroni emessi dal catodo non acquistano la necessaria energia cinetica, tra una collisione e l'altra, perché manca la rarefazione necessaria ad allungarne il libero cammino medio.

    Nell'inventario interno destinato a materiale non ufficialmente in carico, al numero si legge: "tubo per raggi catodici".

    Tubo simile ai precedenti, ma senza etichetta del fabbricante, la cui parte in vetro consiste in un cannello del diametro di 39 mm e lungo circa mm, infisso ad una base di legno per mezzo di un piede, che gli è saldato lateralmente nei pressi di una estremità. Il tubo è diviso a metà da un elettrodo, consistente in un diaframma, forse di alluminio, con alcune serie concentriche di fori.

    Due piatti circolari dello stesso metallo, di circa 30 mm di diametro sono fissati alle estremità del tubo e lo attraversano nella maniera solita; i piatti distano uno dall'altro mm. Tra il diaframma e la placca inferiore a una distanza di 75 mm dal diaframma vi è un elettrodo filiforme, tutto contenuto in una lunga protuberanza cilindrica.

    Questo apparecchio è destinato ad evidenziare l'esistenza di una radiazione diretta al catodo afflusso catodico : i cosiddetti raggi canale, scoperti dal Goldstein nel , prodotti dalla ionizzazione delle molecole di gas e quindi di carica positiva.

    Si ha una scarica in un gas, cioè il passaggio di una quantità notevole di elettricità tra gli elettrodi, quando esistono in esso particelle cariche: elettroni e ioni positivi, cioè atomi o molecole che hanno perduto uno o più elettroni, prodotti inizialmente dalla radiazione cosmica, da sostanze radioattive contenute nelle pareti di vetro o dalla luce.

    Gli ioni negativi, prodotti ogni qual volta un elettrone si lega a un atomo neutro, sono più rari. Le particelle cariche presenti nel tubo sono sufficienti ad innescare la scarica in presenza di un campo elettrico: gli elettroni primari accelerati dal campo hanno molteplici collisioni anelastiche con le molecole del gas, producendo nuovi ioni ed elettroni che sono indirizzati agli elettrodi di polarità opposta.

    Gli ioni positivi per la loro grande massa e bassa velocità non possono ionizzare altre molecole, tuttavia colpendo il catodo insieme ai fotoni e alle particelle neutre che eventualmente vi arrivano costituiscono uno dei meccanismi di emissione di elettroni.

    Intensità di correnti elettriche nei gas - ultima parte

    Questo campo è alterato dall'esistenza di una carica spaziale positiva vicino al catodo e negativa vicino all'anodo , che genera anche una componente radiale del campo elettrico. Un altro processo di ionizzazione è quello provocato dai fotoni prodotti nella collisione di elettroni con molecole. In genere si usano elettrodi piatti sufficentemente larghi; se invece gli elettrodi hanno forme differenti, per esempio se uno dei due è filiforme, allora vi sono notevoli differenze nella scarica, dipendendo dalla polarità applicata, se l'elettrodo filiforme è catodo o anodo.

    Non si osserva la luminosità dovuta alla ionizzazione del gas. Gli ioni sono attirati verso il catodo: alcuni di essi eventualemente proseguono in direzione della grata, la sorpassano e si dirigono verso il disco superiore.

    Abbiamo anche applicato una differenza di potenziale di Volt tra grata e elettrodo superiore, osservando che questa corrente non viene alterata, purché la placca a cui arrivano gli ioni sia a potenziale minore rispetto alla grata.

    Se invece si invertono i collegamenti, gli ioni vengono respinti e si ha una caduta di corrente notevole, risultato che è in linea con il segno positivo attribuito alla carica degli ioni. Quando invece si usa la placca come catodo e l'elettrodo filiforme come anodo, si nota una luminescenza verdastra solo nelle pareti vicino al filo.

    Anche in questo caso tuttavia una parte degli ioni arriva alla grata e continua verso la placca superiore, dando luogo a una corrente minore di quella osservata nelle situazioni precedenti. Successivamente abbiamo utilizzato una fonte continua di alta tensione: questa volta abbiamo osservato una bella ionizzazione azzurro-violetta dovuta ad azoto dell'aria che certamente è entrata nel tubo?

    Quando il filo è il catodo e la placca inferiore l'anodo, la scarica luminosa inizia a Volt; se invece si invertono le polarità, la luminosità inizia a Volt. Nei due casi si osserva una intensa corrente positiva tra grata e elettrodo superiore, già evidente prima di raggiungere la tensione ionizzante.

    Si ha un notevole miglioramento se si utilizza la grata come elettrodo, invece della placca inferiore: se il catodo è il filamento e l'anodo è la grata la luminosità è percepita verso i o Volt mentre se la grata è il catodo e il filamento è l'anodo la luminosità inizia a Volt.

    Nella seconda esperienza gli elettroni hanno un minore potere ionizzante, tuttavia si ha un numero maggiore di collisioni ed è per questo che si vede la ionizzazione a un potenziale più basso. Quanto alla spiegazione del differente comportamento degli elettrodi, dipendente dalla loro forma, osserviamo che quando la punta è positiva anodo , vicino ad essa si ha un'intensa ionizzazione che attrae e rimuove gli elettroni mentre gli ioni positivi si avviano lentamente verso il catodo, quindi la nuvola di ioni positivi è come un prolungamento dell'anodo e il campo è rafforzato.

    Se invece il filamento è negativo catodo , allora la carica spaziale di fronte ad esso riduce il campo all'anodo e occorre aumentare la tensione.

    La scarica luminosa si ha anche quando la tensione è tra grata e placca superiore, ed inizia verso i Volt. In questa configurazione abbiamo osservato iniziare una luminescenza verde attribuibile all'urto degli elettroni contro il vetro, quando la tensione era intorno ai Volt.

    A differenza di altri strumenti abbiamo dato una dettagliata esposizione sia dei tubi sia di alcune prove eseguite perché riteniano che, a differenza degli altri strumenti, i tubi contenenti gas rarefatti costruiti quasi un secolo fa possono essere oggetto di ricerche sulla diffusione attraverso il vetro dei gas in funzione del tempo. Nell' inventario interno destinato a materiale non ufficialmente in carico, al numero si legge: "tubo per raggi canale".

    Johann Heinrich Geissler Igelshieb, - Bonn, apprese l'arte di soffiare il vetro assai giovane. La difficoltà di ottenere un buon vuoto con le pompe a pistone allora in uso lo spinse fin dal a costruire una pompa a mercurio.

    L'università di Bonn gli diede nel il titolo di dottore onorario.