低压高频辉光放电

弧光放电arc discharge高温热发射持续弧光放电呈现弧状白光并产生高温的气体放电现象。

无论在稀薄气体、金属蒸气或大气中，当电源功率较大，能提供足够大的电流（几安到几十安），使气体击穿，发出强烈光辉，产生高温（几千到上万度），这种气体自持放电的形式就是弧光放电。

通常产生弧光放电的方法是使两电极接触后随即分开，因短路发热，使阴极表面温度陡增，产生热电子发射。

热电子发射使碰撞电离及阴极的二次电子发射急剧增加，从而使两极间的气体具有良好的导电性。

弧光放电的特征是电压不高，电流增大的两极间电压反而下降，有强烈光辉。

还有一种弧光放电叫做冷阴极弧光放电，阴极由低熔点材料（如汞）做成。

阴极表面蒸发出的蒸气被电离，在阴极表面附近堆积成空间正电荷层，此电荷层与阴极间极为狭窄区域内形成的强电场引起场致发射，使电流剧增，产生电弧。

弧光放电应用广泛。

可用作强光光源，在光谱分析中用作激发元素光谱的光源，在工业上用于冶炼、焊接和高熔点金属的切割，在医学上用作紫外线源（汞弧灯），等等。

但是大电流电路开关断开时产生的弧火极其有害，应采取灭弧措施。

辉光放电glow discharge低压气体中显示辉光的气体放电(空气中的电子大概在1000对/cm3,由于高压放电现象在低气压状态下会产生辉光现象）现象。

在置有板状电极的玻璃管内充入低压（约几毫米汞柱）气体或蒸气，当两极间电压较高（约1000伏）时，稀薄气体中的残余正离子在电场中加速，有足够的动能轰击阴极，产生二次电子，经簇射过程产生更多的带电粒子，使气体导电。

辉光放电的特征是电流强度较小（约几毫安），温度不高，故电管内有特殊的亮区和暗区，呈现瑰丽的发光现象。

辉光放电时，在放电管两极电场的作用下，电子和正离子分别向阳极、阴极运动，并堆积在两极附近形成空间电荷区。

因正离子的漂移速度远小于电子，故正离子空间电荷区的电荷密度比电子空间电荷区大得多，使得整个极间电压几乎全部集中在阴极附近的狭窄区域内。

辉光放电和弧光放电辉光放电与弧光放电1汞氩气体放电的全伏—安特性1.1放电管两端刚开始加上电压时,电压很低,放电管中只有微弱电流流过,这个电流只有用非常灵敏的电流计才能测出来,此时电压低,电流小,不能使管内的汞氩气体激发或电离,但由于宇宙线、放射线辐射或光照下,使管内的气体中产生一些原始的电子或正离子,它们的量的很小,称为剩余电离,这些带电粒子在正级电压作用下分别从负极向正级运动(电子流)或从正极向负极运动(离子流)形成电流,随着电压的增加,电流也增大,OA段.1.2当电压继续增加时, 因为带电粒子数目不多,当所有的因为剩余电离产生的带电粒子全部达到电极后,电流就饱和了,这就是说电压升高,电流就不再增加,AB段。

1.3电压再升高时,放电管中电子受电场力加速,管内原始的自由电子速度愈来愈大,它们和汞原子、氩原子、气体分子碰撞时,就能使分子、原子电离,而电子又产生新的自由电子和离子,这些新的自由电子和离子加速后又使更多的原子分子电离,这个过程称雪崩放电,BD段。

1.4当电压升到B点时,由于雪崩放电,电流突然增加,汞离子、氩离子质量大能量高,猛烈轰击阴极,可以使阴极发射出足够多的电子来,电子和汞原子、电子和氩离子碰撞,汞在4.67V和5.46V 等能级上和氩在11.53和11.72能级上并不辐射,这些状态称亚稳态,亚稳态在气体放电灯中的启动时可作出重要贡献。

亚稳态原子与电子或其它粒子碰撞时,除了可能产生逐级激发或逐级电离外,也能把激发能交给电子或其它粒子,发生第二类非弹性碰撞.其中,潘宁效应是气体放电中最有用的第二类非弹性碰撞.在适当的两种气体组成的的混合气体中.它的着火电位要低于单种气体的着火电位.这个效应称为潘宁效应,它可用下式来表达.A* B→A B* e ΔE(ΔE是粒子碰撞后多余的一部分动能)此过程说明,激发态A*原子与B原子相碰, A*原子把自己的激发能转移给B 原子,使B原子电离.这里A*的激发能应大于或至少等于B原子的电离能. A*的激发能越接近于B原子的电离能,这种激发转移的几率就越大.一般来说, A*是亚稳态,因为它能在该能级上停留足够时间长,A*与B原子有足够长的相互作用时间,因此,发生潘宁效应的几率就大了.所以在低压汞荧光灯中,除了Hg以外,还充以适量的氩气,以形成潘宁效应,从而降低灯的启动电压.图D,称为放电着火,相应于D点的电压称为着火电压。

2.6 电晕放电除了辉光放电之外，还存在另外一种脉冲直流放电，它的阴极时金属丝。

在大气压下，阴极表面施加高负电压时，就会产生放电。

电晕放电产生是因为在阴极周围产生暗辉光。

负极性电晕放电的机理与直流辉光放电类似，正离子被加速向阴极运动，到达阴极后轰击阴极产生二次电子发射。

这些电子被加速进入到等离子体中。

这叫做流光。

也就是前面是高能电子后面跟着低能电子。

高能电子与重粒子发生非弹性碰撞，例如，造成离子化，激发，解列。

因此，等离子体的根部形成，这会造成在碰撞中产生更大的分子。

因此在应用中，点电子动力学和重粒子动力学有很明显的区别。

这两者之间的区别表现在时间上而不是空间上。

在温度和化学性质方面，电晕放电也处于极不平衡的状态。

主要原因是脉冲的作用时间短，如果施加的电压源不是脉冲形式的，那么就会产生高温，引起热电子发射，并向接近平衡状态的弧光放电过渡。

事实上，除了负极性电晕放电外，也存在正极性电晕放电，其中，金属丝上存在正电压，因此它为阳极。

电晕放电的应用包括废气清洁，油漆中挥发性化合物的处理，水的净化等等。

气体或液体中的尘埃能够通过电子的吸附清除掉，电子吸附后，尘埃带负电，这样就能够从气体或液体中隔离了。

2.8 低压、高密度等离子体技术近些年来，很多低压、高密度等离子体放电技术得到应用。

它主要是替代容性射频放电（射频二极管）的蚀刻和皮膜处理应用。

确实，射频二极管的电压和电流不能独立控制，因此，除非施加不同的频率，否则离子冲击通量和冲击能不能单独改变。

而且并不是每次都能施加不同的频率。

因此，要产生适度的离子通量，鞘层电压必须具备很高的数值。

由于高冲击能会对施加在电极上的薄片造成不应有的破坏。

而且，低离子通量和高离子能的结合在应用中会导致较窄的加工面积。

在射频二极管中有限的离子通量导致较低的处理比率，较低的处理比率经常会造成多薄片或成批处理，这会产生薄片间再现能力的损失。

为了克服这些问题，平均离子冲击能应该独立控制离子和中性助溶剂。

辉光放电的特征
辉光放电的特征
什么是辉光放电？
辉光放电是一种电离气体放电现象，即在低压情况下，电极间的
气体发生放电现象。

它具有一些独特的特征，以下是辉光放电的主要
特征：
特征一：发出柔和而持久的光线
•辉光放电会产生柔和而持久的光线，呈现出明亮而通透的特点。

•光线的颜色可以根据气体的种类和电压的变化而改变，常见的颜色有蓝色、绿色、橙色等。

特征二：在暗处更加明显
•辉光放电在明亮的环境中很难被观察到，但在暗处，其光线将变得更加明显。

•这是因为辉光放电只会在电压达到一定程度时才能发生，而在暗处，由于外界光线的干扰较少，所以辉光放电更容易
被观察到。

特征三：电极附近有明显的闪光现象
•在辉光放电的过程中，电极附近会产生明显的闪光现象。

•这是因为辉光放电时，电极表面的气体被电离，产生大量自由电子和阳离子，它们在电场的作用下高速运动，撞击气
体分子并引起发光现象。

特征四：伴随着轻微的声音
•辉光放电通常伴随着轻微的声音，类似于电流流动时的嗡嗡声，但音量较小。

•这是因为辉光放电时，气体分子的碰撞产生了震动，导致声音的产生。

特征五：可通过调节电压和气体种类来变化效果
•辉光放电的特征可以通过调节电压和气体种类来改变。

•电压的大小决定了辉光放电的亮度和稳定性，而不同的气体种类则决定了发光的颜色。

结论
辉光放电作为一种特殊的电离现象，具有柔和持久的光线、在暗
处明显、电极附近闪光、伴随轻微声音等特征。

通过调节电压和气体
种类，可以改变辉光放电的效果。

对于研究和应用该现象具有重要意义。

辉光放电质谱法（GDMS）辉光放电质谱仪是直接分析导电材料中的固态痕量元素的最佳工具，能在一次分析过程中测定基体元素(~100 %)、主体元素(%)、微量元素(ppm)、痕量元素(ppb)和超痕量元素(ppt)。

一、仪器结构及基本原理：辉光放电（GD）属于低压下气体放电现象，放电产生的大量电子和亚稳态惰性气体原子与样品原子频繁碰撞，使样品得到极大的溅射和电离，是一种有效的原子化和离子化源用于分析。

在辉光放电质谱的离子源中被测样品作为辉光等离子体光源的阴极，在阴极与阳极之间充入惰性气体（一般为氩气），并维持压力为10—1000Pa。

在电极两端加500—1500V的高电压时，Ar电离成电子和Ar+，Ar+在电场的作用下加速移向阴极。

阴极样品的原子在Ar+的撞击下，以5—15eV的能量从阴极样品上被剥离下来（阴极溅射），进入等离子体，在等离子体中与等离子体中的电子或亚稳态的氩原子碰撞电离，变成正离子：M +e-—M++2e-, M+ Ar* —M++ Ar +e-。

已经证实在GD源中碰撞离子化是居于主导地位的电离过程。

正离子通过离子源上的小出口进入离子光学系统中进行聚焦，然后进入质量分析器按离子具有不同的质荷比进行分离，最后由离子检测器进行检测。

二、制样方法：辉光放电质谱仪采用直接取样技术，需测试的导电样品经过简单的机械处理和表面清洁，无需要样品转化为溶液，即可进行元素定量分析，分析样品为平面或针状固体。

平面块状固体直径：15～70mm，厚度10um～50mm,针状固体样品长度：20mm，直径：0.5～7mm1.块砖金属：分析时，块状金属几乎不需要样品制备，仅简单的切割或加工成适合的形状（如针状或圆盘状），固定于离子源中即可。

2.粉末样品：把待测样品与导体材料混合后，采用特制的压模制成针状或片状进行分析。

三、用辉光放电质谱仪进行高纯材料分析有以下优点：1.直接分析固体样品，样品的制备和处理非常简单；而不需要将样品处理成水溶液进行分析。

２０１２年２月Ｆｅｂｒｕａｒｙ２０１２岩　矿　测　试ＲＯＣＫＡＮＤＭＩＮＥＲＡＬＡＮＡＬＹＳＩＳＶｏｌ．３１，Ｎｏ．１４７～５６收稿日期：２０１１－１０－２４；接受日期：２０１１－１０－２９基金项目：中国计量科学研究院基础科研项目（ＡＫＹ１０３１）作者简介：徐常昆，硕士研究生，核燃料循环与材料专业。

Ｅ ｍａｉｌ：ｃｈａｎｇｋｕｎｘｕ＠ｇｍａｉｌ．ｃｏｍ。

通讯作者：周涛，博士，副研究员，从事化学计量与无机质谱研究工作。

Ｅ ｍａｉｌ：ｚｈｏｕｔａｏ＠ｎｉｍ．ａｃ．ｃｎ。

文章编号：０２５４５３５７（２０１２）０１００４７１０辉光放电质谱应用和定量分析徐常昆１，周　涛２ ，赵永刚１（１．中国原子能科学研究院，北京　１０２４１３；２．中国计量科学研究院，北京　１０００１３）摘要：辉光放电质谱（ＧＤＭＳ）是利用辉光放电源作为离子源的一种无机质谱方法。

ＧＤＭＳ采用固体进样，样品准备过程简单、分析速度快、基体效应小、线性范围宽，是痕量分析的一种重要分析手段，在国外已经成为高纯金属和半导体分析的行业标准方法。

ＧＤＭＳ可以进行深度分析，选择合适的放电条件，可以在样品表面获得平底坑，深度分辨率可以满足对微米量级的层状样品进行测量。

目前商业化的ＧＤＭＳ都是直流放电源，这些仪器需要用第二阴极法或混合法才能对非导电材料进行测量，从而限制了ＧＤＭＳ在非导体材料分析方面的应用。

ＧＤＭＳ放电源和单接收方式并不能满足同位素丰度精确测量的要求，在精确度要求不高的情况下，ＧＤＭＳ在固体样品同位素丰度的快速测量方面还是有一定的应用价值。

文章总结了近几年国内外ＧＤＭＳ在各领域的应用进展和定量分析技术发展方向。

ＧＤＭＳ已经成为一种高纯导电材料分析的重要方法；在深度分析、非导电材料分析、固体同位素丰度快速测量中有一定的应用前景。

在定量测量方面，由于受到基体、测量条件等影响因素较多，缺乏合适的基体匹配的标准物质用于校正，ＧＤＭＳ主要停留在定性和半定量分析阶段。

辉光放电实验报告引言辉光放电是一种在低压下将气体通过电离而产生的激发态和离子态的现象。

本实验将通过搭建简单的辉光灯实验装置，观察和分析辉光放电的特性。

材料和方法材料：•玻璃管：用于装载气体的容器•电极：提供电流的金属导体•气体：用于实现放电的介质，例如氩气、氖气等•电压源：提供辉光放电所需的电压方法：1.准备实验装置：在玻璃管的两端固定电极，并将电极与电压源连接。

2.装载气体：将所选气体注入玻璃管中，确保气体的纯度和稳定性。

3.开始实验：通过调节电压源的输出电压，使得辉光放电能够在玻璃管中发生。

4.观察和记录：注意观察辉光放电的颜色、形状和亮度，并记录下实验条件和观察结果。

结果和讨论在本实验中，我们选择了氩气作为辉光放电的介质，并进行了一系列实验观察。

实验一：调节电压首先，我们逐渐增加电压源的输出电压，以观察辉光放电的起始电压。

结果显示，当电压达到一定值时，辉光放电才开始发生。

这表明辉光放电具有一定的启动电压。

实验二：气体浓度对辉光放电的影响我们进一步探究了氩气浓度对辉光放电的影响。

通过改变气体的注入量，我们观察到辉光放电的亮度和形状发生了变化。

当氩气浓度较低时，辉光放电呈现出弱亮度和不稳定的特征。

而当氩气浓度增加时，辉光放电的亮度增加，并呈现出更稳定的形态。

实验三：电极间距对辉光放电的影响为了研究电极间距对辉光放电的影响，我们改变了电极的距离。

当电极间距较小时，辉光放电呈现出较亮的特征，并且电弧在电极之间非常显著。

当电极间距增加时，辉光放电的亮度减弱，电弧逐渐消失。

结论通过辉光放电实验的观察和分析，我们得出以下结论：1.辉光放电具有一定的启动电压，只有当电压达到一定值时，辉光放电才能发生。

2.气体浓度对辉光放电的亮度和形态具有影响，浓度较低时辉光放电呈弱亮度和不稳定的特征，而浓度较高时辉光放电更亮且较为稳定。

3.电极间距对辉光放电的亮度和电弧的存在与否有影响，电极间距较小时辉光放电更亮且电弧显著，电极间距增大则亮度减弱且电弧消失。

辉光放电原理辉光放电原理（GlowDischargePrinciples）是研究带电流体的物理现象的科学理论，它涉及到带电粒子与电场的相互作用，在化学反应中也起着重要的作用。

辉光放电原理是电场加速、激发离子、电子与光分子的相互作用，其中所产生的电场强度与分子的激发状态有关。

它是研究充满带电粒子的电流体的基本原理，在物理、化学、材料科学等诸多科学领域中都具有重要的意义。

辉光放电作用于带电电解质（electrolyte），可以分为大气压式和低气压式两大类。

大气压式辉光放电通常发生在大气中和气体中，由放电空间中的电场加速离子冲击作用以及激发离子和电子释放光引起，这种辉光放电形式被称为大气压辉光等离子体（Atmospheric-pressure glows discharges）。

低气压辉光放电是由放电空间中的电场加速离子施加能量，使离子产生振荡以及激发离子和电子释放光，这种辉光放电形式被称为低气压辉光等离子体（Low-pressure glows discharges）。

辉光放电作用于不同含量的带电物质会产生不同的物理和化学现象，最经典的就是实验历史悠久的石蜡放电，它可以产生持久的蓝色辉光，随后辉光会逐渐变暗。

而辉光放电的化学现象则涉及到带电中离子的行为，如离子的聚集、离子的吸收以及它们产生的带电层的形成等，还有由其引起的共和体的形成，还可以诱发和改变多种物质的物理和化学性质。

辉光放电在实际应用中十分广泛，如石油加工和能源转换中的表面处理以及对固体表面电性和化学性质的改变，尤其在航空航天、医学、材料科学以及化学工程等领域中辉光放电的应用越来越普遍，它已经成为了一种重要的工业技术，用于许多不同的应用。

在现代工业中，辉光放电技术被广泛应用于各种表面处理，可以调整材料的表面电性和化学性质，改变表面的耐腐蚀能力、润湿性和力学性质等，从而延长材料的使用寿命。

同时，辉光放电也可以在空气中激发出振荡的离子和电子，从而可以利用它们产生的光改变大气环境，促进氧化反应和吸收环境中的有害物质等。

附录二：低温等离子体发生器一等离子体产生方案选择等离子体可以通过多种方式来产生，常见的方法主要包括：热电离法、射线辐照法、光电离法、激波等离子法、激光等离子法、气体放电法等。

气体放电是指气体在电场的作用下被击穿引起的导电现象，而低温等离子体的产生方式主要是通过气体放电来实现的。

下面主要介绍通过气体放电来产生低温等离子体的各种方式：1.辉光放电辉光放电属于低压放电，是一种稳定的自持放电，其结构是在封闭的容器中放入两块平行电极板，电子使分子和中性原子激发，粒子会发生从激发态降到基态并伴随着光能量的释放。

每种气体都会有其独特的辉光放电颜色。

2.电晕放电电晕放电是指处在不均匀电场中的气体介质发生的局部自持放电。

常见的发生方法是在曲率半径小的电极上外加高电压,这样靠近电极的电场强度非常大,极易产生气体电离和电子发射,形成电晕。

3.介质阻挡放电介质阻挡放电是指绝缘介质处于放电空间中产生的一种非平衡态的气体放电现象,故又称无声放电或者介质阻挡电晕放电。

绝缘介质所起的作用是防止产生电弧放电或者火花放电。

介质阻挡放电具有大空间内放电均匀和高气压运行稳定的特点。

电极没有直接和放电气体有接触,因而避免了电极受腐烛的问题。

此外,介质阻挡放电的电子密度非常高,常压下即可生成大体积的低温。

介质阻挡放电综合了以上各方面的优点，不但能在正常气压下产生低温等离子体，而且密度很高，可操作性好。

介质阻挡放电可以在很宽的电压、频率和气压范围内产生等离子体，可以产生足够多的等离子体来完成净化通过以上的说明，可以发现：辉光放电的优点是能产生大体积强激发的低温等离子体，缺点是必须保持很低的气压；电晕放电可以在正常的气压下产生等离子体，但是密度较低，不适用于工业应用；介质阻挡放电综合了以上几种方法的优点，不但能在正常气压下产生低温等离子体，而且密度很高。

此外，介质阻挡放电还具有以下几个方面的优点：1）能量利用率高正常工作后，介质阻挡放电装置的等离子体区域会形成很多半径约0.1毫米的微放电通道，以此能量可以多处分布，提高利用效率。

辉光放电热处理
辉光放电热处理是一种常见的金属表面处理方法，通过在真空或气氛中施加高频电压，使电极之间产生辉光放电现象，从而将金属表面加热至高温，并进行淬火或退火处理。

这种热处理方法在金属材料的强度、硬度、耐腐蚀性等方面起到重要作用。

辉光放电热处理的原理是利用电离气体放电的能量来加热金属表面，通过电极之间的弧光放电产生高温。

放电过程中，电极上的金属材料会迅速加热，达到高温后，再通过冷却介质的作用进行淬火或退火处理。

这种方法具有加热速度快、能量利用高、加热均匀等优点。

辉光放电热处理广泛应用于金属材料的表面改性和性能提升。

例如，在航空航天、汽车制造、电子设备等领域，通过辉光放电热处理可以提高金属材料的硬度和强度，增强其耐磨性和耐腐蚀性。

此外，辉光放电热处理还可以改善金属材料的内部结构，提高其晶粒度和组织均匀性，从而提高材料的力学性能和工作寿命。

辉光放电热处理的过程中，需要控制电压、电流和放电时间等参数，以确保金属材料得到适当的加热和冷却。

同时，也需要选择合适的冷却介质和冷却速度，以避免材料产生裂纹或变形。

因此，在实际应用中，需要根据具体情况进行工艺设计和参数优化，以达到最佳的处理效果。

辉光放电热处理是一种重要的金属表面处理方法，通过利用电离气
体放电的能量来加热金属材料，可以改善材料的力学性能和耐腐蚀性。

在实际应用中，需要根据具体情况进行工艺设计和参数优化，以确保处理效果的准确和稳定。

辉光放电热处理的广泛应用，为各个领域的金属材料提供了可靠的表面改性方法，推动了材料科学的发展。

辉光球实验原理辉光球发光是低压气体（或叫稀疏气体）在高频电场中的放电现象。

玻璃球中央有一个黑色球状电极。

球的底部有一块震荡电路板，通电后，震荡电路产生高频电压电场，由于球内稀薄气体受到高频电场的电离作用而光芒四射。

辉光球工作时，在球中央的电极周围形成一个类似于点电荷的场。

当用手（人与大地相连）触及球时，球周围的电场、电势分布不再均匀对称，故辉光在手指的周围处变得更为明亮，产生的弧线顺着手的触摸移动而游动扭曲，随手指移动起舞。

对辉光球拍手或说话时，也会影响电场的分布。

相关介绍辉光球又称为电离子魔幻球。

它的外观为直径约15cm的高强度玻璃球壳，球内充有稀薄的惰性气体（如氩气等），玻璃球中央有一个黑色球状电极。

通电后，震荡电路产生高频电压电场，由于球内稀薄气体受到高频电场的电离作用而光芒四射，产生神秘色彩。

由于电极上电压很高，故所发生的光是一些辐射状的辉光，绚丽多彩，光芒四射，在黑暗中非常好看。

应用在日常生活中，低压气体中显示辉光的放电现象，也有广泛的应用。

例如，在低压气体放电管中，在两极间加上足够高的电压时，或在其周围加上高频电场，就使管内的稀薄气体呈现出辉光放电现象，其特征是需要高电压而电流密度较小。

辉光的部位和管内所充气体的压强有关，辉光的颜色随气体的种类而异。

荧光灯、霓虹灯的发光都属于这种辉光放电。

激光琴实验原理在展品上端的钢管里,分别放置了数个"摸拟激光头",由它向下发射出数个激光光点,让其直射在下端的接收头上。

当接收头内的光敏二极管在接收到光的照射后,其内电阻会发生变化,从而控制了接收扳的开通与关闭,通过接收扳的不同状态控制继电器的不同动作,从而操纵了电子琴的发声与否。

操作每个不同的音管的光电系统,就会让电子琴发出不同的音调了。

相关介绍当你用手去遮挡光束时，激光琴会发出相应音符的声音，如奏不同琴键而发出不同音符的声音一样，十分有趣，引人入胜.应用在自然界，有些物质一经光照射，其内部的原子就会释放出电子，使物体的导电性增加。

辉光放电（Glow discharge）辉光放电是放电等离子体中最常见的一种放电形式，应用也最广泛。

比如，一般的气体激光器（He-Ne 激光器、CO2激光器等）、常用光源（荧光灯）、空心阴极光谱灯等。

同时辉光放电也是放电形式中放电最稳定的放电形式，所以有必要对辉光放电进行较为详细的讨论。

§6.1 辉光放电的产生及典型条件最简单的辉光放电的结构如图6.1（a）。

调节电源电压E或限流电阻R，就会得到如图6.1（b）的V-A特性曲线。

管电压U调节到等于着火电压U b时，放电管内就会从非自持放电过渡到自持放电，此时，放电电流I会继续增大，管压降U下降，进入辉光放电区。

放电管发出明亮的辉光，其颜色由放电气体决定。

限流电阻R应比较大，以保证放电稳定在辉光放电区。

如果限流电阻R很小，放电很容易进入弧光放电区。

辉光放电的特点：比较高的放电管电压U(几百~几千V)，小的电流I（mA量级）；弧光放电的特点：很低的放电电压U（几十V），大电流放电I（A量级甚至更大）。

辉光放电的典型条件：①放电间隙中的电场分布比较均匀，至少没有很大的不均匀性；例如He-Ne激光器的放电管内电场近似均匀。

②放电管内气体压强不是很高，要求满足（Pd）Ubmin＜Pd＜200Kpa cm（巴邢曲线的右支），d---放电管内电极间距，（Pd）Ubmin--巴邢曲线最低点U bmin对应的Pd值。

一般P=4Pa~14Kpa时，可出现正常辉光放电，而Pd＞200Kpa cm时，非自持放电通常会过渡到火花放电或丝状放电；③放电回路中的电源电压和限流电阻准许放电管的放电电流工作在mA量级，且电源电压应高于着火电压U b，否则不能起辉。

§6.2 辉光放电的组成区域和基本特征对于一对平行平板放电电极，典型的辉光放电外貌如图6.2(a)。

从阿斯顿暗区到负辉区称为阴极位降区或阴极区。

下面对各放电区一一进行介绍。

1、阿斯顿暗区（Aston Dark Space）：它是仅靠阴极的一层很薄的暗区，是有Aston首先在H2、He、Ne放电中观察到的放电暗区，所以称为阿斯顿暗区。

不同气体辉光放电波长摘要：一、引言二、不同气体的辉光放电现象1.气体辉光放电的定义和类型2.辉光放电的组成区域三、不同气体辉光放电的波长1.氦气2.氖气3.氩气4.氪气5.氙气四、影响辉光放电波长的因素1.气体种类2.气体压力3.电源电压4.放电电流五、辉光放电波长的应用1.磁控溅射2.辉光放电光源3.气体分析六、结论正文：一、引言辉光放电是一种低压气体中显示辉光的气体放电现象，即稀薄气体中的自持放电（自激导电）现象。

它由法拉第第一个发现，并包括亚正常辉光和反常辉光两个过渡。

在脉冲功率系统中，辉光放电是一种关键的器件，它的性能受脉冲功率开关性能的制约。

二、不同气体的辉光放电现象1.气体辉光放电的定义和类型辉光放电是指低压气体中显示辉光的气体放电现象，它是稀薄气体中的自持放电（自激导电）现象。

辉光放电分为亚正常辉光和反常辉光两个过渡。

2.辉光放电的组成区域辉光放电在气体压力约为100 帕且所加电压适中时，放电呈现出明暗相间的8 个区域。

其中，阿斯顿暗区是阴极前面的很薄的一层暗区，是f.w.阿斯顿于1968 年在实验中发现的。

在本区中，电子刚刚离开阴极，飞行距离尚短，从电场得到的能量不足以激发气体原子，因此没有发光。

三、不同气体辉光放电的波长1.氦气氦气在通电后，气体分子最外层电子接收特定能量变成激发态，激发态的原子是不稳定的，电子要从高能级向低能级跃迁，跃迁会放出特定能量（大多是向外辐射光子）。

由于能量量子化，能级差决定了所辐射的光子频率量子化，由ehf，可得出所辐射光子的频率。

氦气辉光放电的波长为橘红色。

2.氖气氖气在通电后，气体分子最外层电子接收特定能量变成激发态，激发态的原子是不稳定的，电子要从高能级向低能级跃迁，跃迁会放出特定能量（大多是向外辐射光子）。

由于能量量子化，能级差决定了所辐射的光子频率量子化，由ehf，可得出所辐射光子的频率。

氖气辉光放电的波长为红色。

3.氩气氩气在通电后，气体分子最外层电子接收特定能量变成激发态，激发态的原子是不稳定的，电子要从高能级向低能级跃迁，跃迁会放出特定能量（大多是向外辐射光子）。

辉光放电原理
辉光放电是一种物理现象，其中由电子从一个电位降低到另一个电位的过程中产生的辉光。

它经常用于研究电场分布及其对物理特性的影响，广泛应用于物理学，几何学和材料科学中。

辉光放电要求一个高场，即在给定体系中，电子能量的差值足以吸引电子穿过电势的阻力。

这个电场的大小取决于给定的体系，辉光放电的发出条件是一个物理学现象，它可以用电位分布解释。

一般而言，电位的变化会引起电子的跃迁，从而产生辉光。

辉光放电的机制研究和理论发展得到了极大的发展，其中最重要的是由路德维希爱因斯坦所提出的“观度色散法”，它可以用来解释电子在电位降低的过程中产生的辉光效果。

爱因斯坦的观度色散法特别重要，它可以用色散曲线来解释光谱中不同曲线特性，从而帮助人们更好地理解辉光放电这一物理现象。

此外，研究者还对有关辉光放电的基本原理进行了深入的研究，通过研究他们发现，在辉光放电的基本原理中，电极体系可以分为4个基本组件：引发电极、电荷层、驱动势和接收电极。

引发电极，也称催化电极，可以吸收和释放自由电荷，从而改变其周围的电位分布。

其次，电荷层可以影响其周围电位分布，并且可以改变电子的方向运动。

驱动势则是电位分布及其变化引起的电子跃迁的驱动力。

最后，接收电极可以聚集发射过来的电子，以生成等效的辉光。

综上所述，辉光放电是一种由电子从一个电位降低到另一个电位
的过程中产生的辉光，其基本原理包括引发电极、电荷层、驱动势和接收电极。

由于具有解释电场分布及其对物理特性的影响的独特优势，辉光放电在研究物理学、几何学和材料科学等多个领域中应用广泛，且不断发展。