P3.9.2 Wyładowania w gazie przy zmniejszonym ciśnieniu – Leybold

Wyładowanie jarzeniowe jest specjalną formą wyładowania w gazie. Utrzymuje się przy niskich ciśnieniach względnie małym prądem, gęstością i jest połączony ze zjawiskiem świetlnym. Badanie tego zjawiska zapewnia podstawowy wzgląd w strukturę atomu.

W doświadczeniu P3.9.2.1, cylindryczna szklana rura jest połączona do pompy próżniowej i powoli opróżniana. Wysokie napięcie zostaje przyłożone do elektrod na końcu szklanej rury. Wyładowanie nie występuje w standardowym ciśnieniu. Jednakże, gdy ciśnienie jest zredukowane do pewnego poziomu, płynie prąd i widoczne jest świecenie. Gdy ciśnienie gazu jest dalej redukowane, można zaobserwować wielokrotne fazy:

Najpierw, świecąca “nić” łączy anodę i katodę. Następnie, słup światła rozciąga się od anody do momentu zajęcia prawie całej przestrzeni. Świecąca warstwa tworzy się na katodzie. Słup stopniowo staje się krótszy i rozbija się na wiele warstw podczas, gdy świecąca warstwa staje się większa. Podział na warstwy obszaru świetlnego występuje ponieważ po wzbudzeniu kolizyjnym, elektrony wzbudzające muszą przechodzić odległość przyspieszenia w celu osiągnięcia wystarczającej energii do ponownego wzbudzenia atomów. Rozmieszczenie warstw tym samym obrazuje długość drogi swobodnej.