электромагнитное излучение, поток атомов света — фотонов. Из процессов, рождающих фотоны, наибольшее значение имеют переход возбужденного атома в нормальное, стационарное состояние и рекомбинация — объединение положительного иона с электроном. При этом освобождается как потенциальная энергия электрона, равная потенциалу его ионизации, так и кинетическая, отвечающая скорости движения электрона.

Поскольку свободные электроны обладают непрерывным набором количеств энергии, то фотоны, излучаемые в процессе рекомбинации, дают сплошной спектр, в то время как излучения возбужденных атомов образуют линейчатый спектр, отвечающий ступеням перехода с орбит возбуждения на нормальные орбиты. В конечном счете дуга создает сплошной спектр, образующий фон, на который налагаются характерные линии излучения отдельных атомов. Спектр дуги — сильнейшее средство диагностики дугового разряда, позволяющий определять состав газа и с наибольшей точностью измерять температуру плазмы дуги.

Измерения температуры дуги всегда привлекали внимание исследователей. Задача эта трудна, и здесь в разное время применялись весьма различные способы. Например, за основу принималось изменение плотности газа при высокой температуре, а для определения ее измерялась скорость звука в газе или поглощение в нем мягких рентгеновских лучей. Применялись и другие способы, представляющие сейчас лишь исторический интерес.

В настоящее время наиболее надежным и точным способом изме- ■ рения температуры дуги считается спектральный способ, основанный на измерении и сравнении яркости спектральных линий различных атомов. Часто, например, за основу берут спектральные линии железа. Проведение измерений облегчается наличием таблиц и альбомов, приводящих точные данные по спектральным линиям различных элементов. Спектральный метод позволяет получать температуру газа столба в среднем по значительным объемам и в отдельных точках столба, от которых исходит световой луч для исследования. Есть возможность определять температуру в отдельных точках как по длине, так и по сечению столба.

На рис. 34 показано температурное поле дуги с угольными анодом 1 и катодом 2 в воздухе при токе 200 а. Измерения температур в отдельных точках выполнены исследованием спектральных линий. Наивысшая температура дуги 12 000° К- По длине столба температура при постоянном диаметре его меняется мало.

На рис. 35 показано распределение температур в поперечном сечении той же дуги на расстоянии 14 мм от катода. Температура меняется очень быстро, кривая распределения температур по характеру близка к экспоненте.

Излучение дуги с плавящимся металлическим электродом по своему характеру близко к солнечному излучению с небольшим сдвигом максимума излучения в сторону более длинных волн (рис. 36); кривая 1 — для столба дуги, кривая 2'—для ванны.

Приэлектродные области дугового разряда. Основная часть дугового разряда — столб — достаточно однородна по составу, строению и свойствам. По концам она примыкает

к электродам — катоду и аноду, от источника. Материал электродов — твердый или жидкий проводник, чаще всего металл — соприкасается с газовым проводником— столбом дуги. На очень малом протяжении, порядка свободного пробега, чрезвычайно резко меняются составы веществ и характер заряженных частиц — носителей тока.Протекание тока в пограничных областях приобретает совершенно особый, часто очень сложный характер. Здесь наблюдаются весьма высокие плотности тока и совершенно необычайные значения напряженности электрического поля — в десятки тысяч и даже миллионы вольт на сантиметр при напряженности поля в столбе 20 дуги в несколько десятков вольт

через которые питается током

11000 12Ш

Распределение температур

30 в/см и общем напряжении Процессы в приэлектродных областях во многом необычны и уникальны и привлекают особое внимание исследователей, работающих в области газовых разрядов.

І

* 60

Ш

Рис. 35. Распределение температур в поперечном сечении дуги.

3.0

0,10.3

Рис. 36. Распределение энергии в спектре излучения солнца и дуги.

Несмотря на многочисленные работы, многое до сих пор остается невыясненным. Это объясняется трудностями исследований: очень высокими температурами, малой протяженностью исследуемых областей, сложностью и необычностью протекающих процессов. На активной поверхности электрода обычно можно заметить