Elektrizittsleitung in Gasen 



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die im Gase sind, abgeschieden, so kann eine 

 Steigerung der EMK. keine Steigerung des 

 Stromes mehr bedingen. In diesem Falle 

 ist Sttigungs strm" vorhanden, und 

 der Strom wird, wie Stadium II anzeigt, un- 

 abhngig von der Spannung. Die Strmung 

 selbst wird demnach ganz unabhngig von 

 der Beweglichkeit der Ionen, d. h. 

 von ihrer Geschwindigkeit im Geflle 1. 

 Lediglich eine Vergrerung der Ionen- 

 zahl kann, eine Vergrerung des Stromes 

 herbeifhren. 



Hieraus folgt ein auf den ersten Blick 

 sehr paradox erscheinendes Verhalten des 

 Sttigungsstromes im Falle der gleich- 

 migen Ionisation des ganzen Gasvolumens. 

 Ist die Entfernung der Platten zunchst 1 

 und wird sie dann auf 1 vergrert, so wird 

 hierdurch das zwischen den Platten be- 

 findliche Gasvolumen und hiermit die Zahl 

 der Ionen zwischen den Platten direkt pro- 

 portional mit dem Volumen des Gases 

 zwischen den Platten vergrert. Infolge- 

 dessen wchst der Strom J nach der 

 Gleichung: 



J = F.l.n.e. 



Die Stromstrke nimmt hier also zu, 

 wenn man die Gasstrecke, die im Strom- 

 kreise selbst den ,, Widerstand" bildet, ver- 

 grert. Man sieht hieraus, da man nicht 

 von einem Widerstand des Gases" in dem 

 Sinne sprechen kann, wie dies sonst in der 

 Elektrizittsleitung geschieht. - - Die Be- 

 stimmung des Sttigungsstromes in einem 

 Gase ist von groer Wichtigkeit, wenn man 

 die Strke der Ionisation im Gase bestimmen 

 will. Das Potential, welches ntig ist, um 

 Sttigungsstrom zu erreichen, ist von der 

 Natur des Gases, der Strke der Ionisation, 

 dem Gasdruck, der Plattengre und der 

 Plattenentfernung abhngig. 



Bei gegebener Strahlungsintensitt nimmt 

 die Sttigungsspannung schnell ab bei 

 Erniedrigung des Gasdrucks. Es sind zwei 

 Ursachen, die dieses Resultat herbeifhren. 

 Erstens die Abnahme der Ionenzahl mit dem 

 Druck, und zweitens die Steigerung der 

 Ionengeschwindigkeit bei Abnahme des Drucks 

 Hierdurch wird notwendig sehr viel schneller 

 Sttigung erreicht, weil seltener Rekombi- 

 nationen eintreten, und die Zeit, whrend 

 der die Ionen sich zwischen den Platten be- 

 finden, krzer ist ; z. B. wird fr eine gegebene 

 Strahlungsintensitt in Wasserstoff leichter 

 Sttigung erreicht als in Luft, weil die Ionisa- 

 tion geringer, die Geschwindigkeit auerdem 

 grer ist. Andererseits erfordert Kohlen- 

 sure eine grere Sttigungsspannung als 

 Luft, da die Ionisation strker und die 

 Geschwindigkeit geringer als in Luft ist. 



Diese Resultate sind nur fr den Fall 

 zutreffend, da eine gleichmige Ionisa- 



tion durch die Bestrahlung stattfindet. 

 Ist dies nicht der Fall, und erfolgt nur in 

 einer ganz dnnen Schicht an einer der 

 Platten die Ionisierung, so wird sich bei 

 Entfernung der Platten die Ionenzahl zwi- 

 schen diesen nicht mehr ndern: Im Falle 

 der Oberflchenionisation wird der 

 Sttigungsstrom unabhngig von der 

 Plattenentfernung. 



Hierbei ist alsdann noch die weitere 

 Eigentmlichkeit zu erwhnen, da der 

 Strom nur von Ionen eines Vorzeichens ge- 

 tragen werden kann und zwar des Vor- 

 zeichens, das gleich dem der bestrahlten 

 Platte ist. 



Die Potentialverteilung bei St- 

 tigungsstrom. Dem Einsetzen des Stti- 

 gungsstromes geht eine Vernderung in der 

 Verteilung der Feldstrke, gegenber der- 

 jenigen im Stadium I, parallel. Im Falle der 

 Gltigkeit des Ohmschen Gesetzes ist das 

 Feld zwischen den Platten nahezu gleich- 

 frmig. Wenn aber Sttigungsstrom ein- 

 setzt, so wchst der Potentialfall, falls die 

 Ionenzahl nicht uerst gering ist, in der 

 direkten Nachbarschaft der Elektroden, wh- 

 rend er zwischen den Platten abnimmt. 

 Die folgende Figur zwigt den Verlauf, wie 

 er zuerst von Child und Zeleny beobachtet 

 worden ist. 



3 stellt den Potentialfall dar 



Figur 



in 



Q_ 



V) 



a 



Q. 



-> Abstand von 

 einer Platte 



Fig. 3. 



IS 



Falle von Volumionisation bei Sttigungs- 

 strom. Die Kurve des Potentialverlaufs ist 

 eine Wendepunkt-Kurve. Im Falle der 

 Oberflchenionisation ist kein Wendepunkt 

 vorhanden. 



y) Ionisation und Potentia lvertei- 

 lung im Stadium III. Die Behandlung 

 dieses letzten Stadiums wird Gegenstand des 

 zweiten Teils der hier vorhegenden Darstellung 



