Электрический ток в металлах, электролитах, полупроводниках, газах и вакууме. Плазма. Задание на расчёт силы тока насыщения

Научитесь определять силу тока насыщения в плазме, используя основные принципы работы ионизированных газов и взаимодействия зарядов. В статье объясняется, как зависит ток насыщения от концентрации частиц, их энергии и площади электрода. Мы разберем задачу с подробным решением, чтобы продемонстрировать, как применять физические законы для расчета этого важного параметра. Этот материал поможет вам глубже понять особенности поведения плазмы и успешно справляться с задачами по физике

Задача

Между двумя пластинами площадью S=0,05 м² находится газ. Расстояние между ними d=9 см. Пространство между пластинами освещается ультрафиолетом, в результате чего в 1 см³ ионизируется 6·10⁹ атомов за одну секунду. Найди силу тока насыщения, если газовый разряд несамостоятельный.

При несамостоятельном газовом разряде ток I течёт только из-за внешней ионизации в объёме V, которая создаёт свободные заряженные частицы с зарядом Q (концентрация n). При токе насыщения все свободные электроны доходят до электрода. Запишем формулу для силы тока насыщения

Заряд в объёме V при концентрации n можно найти как произведение заряда электрона, концентрации и объёма, при чём объём можно рассчитать, умножив площадь пластин на расстояние между ними

Решение и ответ

Снова небольшая задачка.