Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - Häfte 30. 25 juli 1936 - Några studier rörande gasjonisation, av Torsten Wilner
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
TekniskTidskrift
under det att ett allt mindre antal förloras genom
rekombination. Strömstyrkan ökar med spänningen
intill dess alla bildade joner nå fram till elektroderna,
då mättningsström uppnåtts och ytterligare måttlig
ökning av spänningen icke ger anledning till vidare
stegring av strömstyrkan. Den nu beskrivna formen
för elektricitetstransport genom gaser kallas
osjälvständig urladdning, då densamma icke kan äga rum
under enbart inflytande av elektrisk spänning. Ökas
spänningen, utöver vad som motsvarar
mättnings-strömmen, sker, trots att strömstyrkan icke vidare
stiger, en ökning av jonernas vandringshastigheter.
Vid viss spänning uppnås sådan hastighet, att
jonerna vid stöt mot mötande molekyler förmå genom
lösryckande av elektroner jonisera även dessa. Detta
fenomen benämnes stötjonisation och leder till, att
antalet joner kraftigt ökar. Härigenom ökar
ströin-styrkau och förloppet kan övergå till självständig
urladdning, yttrande sig såsom en elektrisk gnista
eller ljusbåge. Urladdningen är härvid
självförsörjande med avseende på joner.
Joniseringen hos en gas bestämmes genom mätning
av mättningsströmmen mellan ett par elektroder,
mellan vilka gasen befinner sig. Då
elementarladd-ningen är känd (1,59 • 10—18 coulomb), beräknas ur
strömstyrkan det antal laddningar, som nå
elektroderna. Om varje jon bär en elementarladdning, är
antalet jonpar lika stort som antalet vid vardera
elektroden omsatta elementarladdningar.
Mättningsströmmen utgör ett mått på antalet per tidsenhet
bildade joner och därmed också på intensiteten av den
effekt, som framkallar jonisationen. Man har
sålunda här en mycket användbar metod för
strålnings-mätningar samt, då det gäller radioaktiva ämnen,
även för bestämning av mängden aktiv substans.
Då jonerna, som redan nämnts, röna friktion emot
omgivande gas, kommer deras hastighet att påverkas
av gasens rörelse. En luftström, riktad emot
jonernas rörelseriktning, kan minska hastigheten och till
och med tvinga jonerna att röra sig mot den av det
elektriska fältet bestämda rörelseriktningen. Genom
studium av jonernas rörelse under påverkan av såväl
en luftström som ett elektriskt fält kan deras
vandringshastigheter bestämmas. Ofta anordnar man så,
att luftströmmen passerar vinkelrätt emot det
elektriska fältet, varvid jonrörelsens avvikelse i sidled
bestämmes medelst en särskild elektrod. De mest
lättrörliga jonerna, bland vilka kunna räknas de, som
bildas vid bestrålning av luft med till exempel
röntgenstrålar, ha en vandringshastighet av
storleksordningen 1 cm per sekund vid en fältstyrka
(spänningsfall) av 1 voit per cm. Rörelseförmågan hos större
jonaggregat kan vara tusendelen härav eller ännu
mindre.
Vad beträffar det gaselektrokemiska förloppet vid
kemiska reaktioner, kan området ännu sägas vara
relativt knapphändigt bearbetat, åtminstone, om man
jämför med det arbete, som nedlagts på studiet av
lösningars elektrokemi. Vissa specialområden lia
mera utförligt behandlats, såsom företeelserna i
samband med elektriska gnistor och ljusbågar samt
vakuumurladdningar. Likaså har elektriska
ledningsförmågan hos lågor studerats och delvis i samband
härmed även ledningsförmågan hos saltångor. Vi
skola i den kommande framställningen särskilt
befatta oss med gaselektrokemiska förlopp, där elek-
tricitet transporteras genom systemet genom
osjälvständig urladdning, det vill säga sådana fall, där
icke den pålagda spänningen ensam kan underhålla
en elektrisk ström.
Att luften i närheten av glödande kroppar leder
elektricitet var känt redan under 1700-talets förra
del. Studier på området ha utförts bland annat av
Priestley. Coulomb kom vid slutet av 1700-talet till
den uppfattningen, att elektricitetsförlusten hos
medelst isolerande trådar upphängda kroppar icke
endast kunde bero på ledning i trådarna utan även
måste tillskrivas förmåga hos luften att bortföra
elektricitet. Den elektriska ledningsförmågan hos
lågor utnyttjades omkring följande sekelskifte av
Volta för borttagande av elektriska ytladdningar.
Jonisationen i lågor har sedermera utförligt studerats
av åtskilliga forskare. Vid mitten av 1800-talet
observerade Matteucci, att luften omkring fosfor är
elektriskt ledande. Detta fenomen, som beror på
jonisation i samband med fosforns oxidation, har
sedermera utförligt studerats av Bloch,2 som bland
annat bestämt de bildade jonernas
vandringshastig|heter. Som jämförelse undersökte Bloch även
jonhalten hos nyframställda gaser, såsom väte, kolsyra
och syre. Det visade sig, att jonerna i samtliga fall
äro av liknande slag. Vandringshastigheten är låg,
tydande på, att det rör sig om relativt stora
jonaggregat. Jonbildningen vid oxidation av
kväveoxid har undersökts av Brewer och Daniels.3 Vid
dessa forskares försök fick reaktionen mellan
kväveoxid och syrgas försiggå i rummet mellan två
elektroder och den av jonerna transporterade
elektricitetsmängden mättes. Det visade sig, att vid de
använda fältstyrkorna, högst 450 voit per cm,
strömstyrkan är proportionell mot spänningen samt mot
den per tidsenhet reagerande gasmängden. Vid den
högsta spänningen beräknas, att vid vardera
elektroden en jon urladdas på ungefär 1013 reagerande
molekyler. Ingen tendens till mättningsström kan
spåras vid dessa försök.
Brewer4 har sedermera fullföljt undersökningarna
för ytterligare några reaktioner, såsom oxidation av
kväveoxid med ozon samt sönderdelning av
kväveoxid och kvävepentoxid. I samtliga undersökta fall
har påvisats jonbildning i ungefär samma
utsträckning som vid den av Brewer och Daniels undersökta
reaktionen och förhållandena visa även i övrigt full
analogi med denna.
Kirkby5 med flera har studerat jonbildningen vid
explosion av koloxidsyreblandningar. Vid Kirkby’s
försök har strömstyrkan mellan i den exploderande
2 E. Bloch: "Thèses présentées à la Faculté des Sciences
de Paris pour obtenir le Grade de Docteur ès Sciences
Phy-siques", Paris 1904.
E. Bloch: "Recherches sur la conductibilité électrique de
l’air produite par le phosphore et sur le gaz
récemment-préparés", Ann. de Chim. et de Phys., T. 4 1905, p. 25.
3 A. K. Brewer & F. Daniels: "The formation of gaseous
ions in the oxidation of nitrie oxide", Träns. Am.
Electro-chem. Soc. 44 1923, p. 257.
* A. K. Brewer: "A study of ionization produced in
certain gaseous reactions", Journ. Am. Chem. Soc. 46 1924,
p. 1403.
5 "W. A. Kirkby: "The correlation of flame movement and
ionisation current during explosions", Journ. Chem. Soc.
London 1935, p. 160.
W. A. Kirkby: "The correlation of ionisation and radiation
in carbon monoxide-oxygen explosions", Journ. Chem. Soc.
London 1935, p. 165.
354
25 juli 1930
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>