高压放电实验

干燥气体通常是良好的绝缘体，但当气体中存在自由带电粒子时，它就变为电的导体。这时如在气体中安置两个电极并加上电压，气体在强电场作用下，少量初始带电粒子与气体原子（或分子）相互碰撞，当碰撞能量足够大时，会使束缚电子脱离气体原子而成为自由电子。逸出电子后的原子成为正离子，使气体中的带电粒子增殖，这时有电流通过气体，这个现象称为气体放电。
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，即是稀薄气体中的自激导电现象。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。这是辉光放电的显著特征，而且在正常辉光放电时，两极间电压不随电流变化。在阴极附近，二次电子发射产生的电子在较短距离内尚未得到足够的能使气体分子电离或激发的动能，所以紧接阴极的区域不发光。而在阴极辉区，电子已获得足够的能量碰撞气体分子，使之电离或激发发光。其余暗区和辉区的形成也主要取决于电子到达该区的动能以及气体的压强（电子与气体分子的非弹性碰撞会失去动能）。 氦气：粉红色
氖气：红色，用于航空，航海作指示灯
氩气：紫蓝色
氪气：充满氪气，可增加10%的光通量输出
氙气：强光，用于大型公共场所（广场，体育馆，机场等）的照明
还有高压钠灯也可发黄光 气体放电的影响因素：
1）所加电压的幅值及波形，如直流电压、交流电压、脉冲电压(模拟雷闪)等。
2）通过电流的大小，如计数管中的电流（微安级），冲击大电流（兆安级）。3）所加电压的频率，如直流电压、工频电压等。
4）气体的压力，从10-4帕的真空直至几兆帕的高气压。不同气压下，气体击穿的物理过程各异。
5）电极形状，它决定电场的分布，众而影响带电粒子的运动。
6）容器与电极材料，高气压与高真空的气体击穿会受电极材料及表面状态的影响。
7）气体的性质，如负电性气体可以提高气体的击穿电压。依气体压力、施加电压、电极形状、电源频率的不同。