الانفراغ في الغازات

عندما تؤين الحقول الكهربائية الخارجية الغاز المطبقة عليه تتهيج في البلازما الناتجة تيارات كهربائية تدعى الانفراغ الغازي.

في الانفراغ الغازي التقليدي يجري تيار الانفراغ بين اقطاب معدنية في الآونة الاخيرة اخذت الانواع المختلفة من الانفراغ عالي التوتر(تواتر راديوي RF ) بدون اقطاب تكتسب اهمية متصاعدة وفيها تتهيج تيارات مستقلة بواسطة حقول مغنطيسية متناوبة في هذا النوع من الانفراغ بدون اقطاب تجري تيارات حلقية غير مرتبطة باستقطاب البلازما سوف نقصر تسمية الانفراغ الغازي هنا فقط على الانفراغ الكهربائي التقليدي ذي الاقطاب حيث تحدث الاقطاب حقلا كهربائيا في البلازما يسبب فصلا للشحنات وهذا يؤدي الى استقطاب البلازما لكي يمر تيار مستقر في البلازما لابد ان تتعادل الشحنة الفراغية المتولدة في البلازما مع الالكترونات الواردة اليها من الخارج عبر دارة الانفراغ .

بما ان الالكترونات السالبة اكثر حركية بكثير من الايونات الموجبة فانه عند تطبيق الحقل تتسارع الالكترونات نحو القطب الموجب (المصعد) ويشحن عمود البلازما ما بين القطبين ايجابيا.

بعد هذا ومن اجل ان يمر تيار الانفراغ يلزم ان يصدر القطب السالب (المهبط) الكترونات الى البلازما ان اطلاق الالكترونات من قبل جسم صلب يدعى بالإصدار ولكي نحصل على انفراغ تحت منخفض يتطلب الامر اللجوء الى وسائل خاصة الاثارة الاصدار ولكي نحصل على انفراغ تحت منخفض يتطلب الامر اللجوء الى وسائل خاصة لأثارة الاصدار من المهبط بضوء ذي طول موجة قصير الى حد كاف قادر على انتزاع الكترونات من المعدن (المفعول الكهر ضوئي) او تسخينه خارجيا حتى درجة حرارة كافية (الاصدار الحراري) مثل هذا الانفراغ الذي يتم بوسائط خارجية يدعى بالانفراغ غير المستقل. اذا كان الجهد المطبق بين القطبين عاليا الى حد كاف فان الانفراغ يتم بدون وسائط مساعدة تؤمن الاصدار الالكتروني من المهبط مثل هذا النوع من الانفراغات يدعى بالانفراغ المستقل. ان الية الاصدار في الحالة الاخيرة يمكن ان تكون مختلفة ففي الغاز المكثف الواقع تحت جهود كهربائية عالية جدا يسخن المهبط ببساطة بفعل صدمة بالأيونات الغازية في هذه الحالة يكون الاصدار حراريا كما هو الحال في المهبط الساخن في الانفراغ غير المستقل يدعى مثل هذا الانفراغ بالانفراغ القوسي (قوس فولطا). ويمكن ان نحصل على انواع مختلفة من الانفراغات كالانفراغالبارد او التوهجي فيما اذا كان الغاز مخلخلا وواقعا تحت جهود كهربائية كبيرة جدا وهنا يصدر المهبط الكترونات وفق الية الاصدار الالكتروني ذاتيا فالحقل الكهربائي عند سطح المهبط يخرج الكترونات من المعدن بشكل مباشر بالإضافة الى ذلك يمكن للإصدار الالكتروني الثانوي ان يؤدي دورا هاما في مجال انتزاع الكترونات من المعدن جراء صدمة بأيونات الغاز على سطحه وفقط من اجل شدة اصدار غير محدودة يمكن في الانفراغ المستقل تكون شدة الاصدار محدودة ولهذا فان عمود البلازما البعيد عن المهبط يبقى محتفظا بشحنته الموجبة وهو ما يسمى العمود الموجب. يتوزع الجهد المطبق في الاساس على المجال بالقرب من المهبط حيث يؤمن الاصدار الالكتروني وهو مجال الهبوط المهبطي للكمون.