The statistical distribution of the carrier number of single electron avalanches in a TOWNSEND discharge is described by v{n) =l/n-exp( -n/n) if one introduces some simplifying assumptions. These assumptions are violated in the case of electronegative gases, in strong electric fields, and in the case of large gas-amplification. In electronegative gases only a part of the primary electrons form observable electron avalanches. These are still subject to an exponential distribution but with an increased mean value. In strong electric fields the ionization probability depends on the previous history of the individual electrons. This leads to a distribution with a marked maximum and a reduced dispersion. In a first approximation the form of the distribution is determined by the quotient E/a : U{. In the case of large gas-amplification the further development of the avalanche is influenced by the space charge and one gets a modified exponential distribution. The calculated distributions agree well with the experiments of other authors.Unter einer Elektronenlawine verstehen wir hier die Gesamtheit der Elektronen, die ein einzelnes, an der Kathode startendes Elektron durch fortgesetzte Stoßionisation in einem Gas unter dem Einfluß eines elektrischen Feldes auf seinem Wege zur Anode erzeugt. Aus der statistischen Natur der einzelnen Ionisationsakte und der Tatsache, daß am Anfang einer Lawine nur wenige Elektronen im Spiel sind, folgt für die Gesamtelektronenzahl der Lawine eine statistische Verteilung mit großer Streubreite. Die Wahrscheinlichkeit v{n), daß ein Elektron beim Durchlaufen der Strecke d eine Lawine von n Elektronen erzeugt, ergab sich zu 2 i;(/i) = (1/n) -exp( -njh).(1) (Dabei ist rä = exp Ja dx groß gegen 1 angenommen, a = erster TowNSEND-Koeffizient.) Für die Ableitung der Verteilung (1) müssen folgende einschränkende Voraussetzungen gemacht werden:1. Kein Elektron wird durch Anlagerung (Bildung negativer Ionen) oder Rekombination dem Vermehrungsprozeß entzogen.2. Die Ionisierungswahrscheinlichkeit ist für jedes Elektron unabhängig von dem seit der letzten Ionisation zurückgelegten Weg.3. Die Eigenraumladung der Lawine hat keinen merklichen Einfluß auf das angelegte elektrische Feld.In der vorliegenden Arbeit soll untersucht werden, welche Verteilungen an die Stelle von (1) treten, wenn jeweils eine dieser einschränkenden Voraussetzungen nicht erfüllt ist. 1 R. A. WIJSMAN, Phys. Rev. 75, 833 [1949]. I. Der Einfluß der ElektronenanlagerungUntersucht man Gasentladungen in elektronegativen Gasen, so ist neben dem Ionisationskoeffizienten a der Anlagerungskoeffizient r\ zu berücksichti-gen. Es ist rj-dx die Wahrscheinlichkeit, daß ein Elektron beim Durchlaufen der Strecke dx in Feldrichtung ein negatives Ion bildet und damit dem weiteren Ionisationsprozeß entzogen wird. Dabei kann dahingestellt bleiben, ob die Bildung des negativen Ions durch einfache Anlagerung erfolgt, oder ob damit eine Dissoziation des Moleküls verbunden ist. Wesentlich ist nur, daß das Elektron hinreichend fest gebunden wird und nicht w...
The radiation excited in nitrogen and hydrogen by an electron swarm moving in a uniform electric field is investigated, hi nitrogen the bands of the 2 nd positive group in the region from 3400 to 3800 ~-are the dominating part of the radiation. In hydrogen the main part of the radiation is lying in the far ultraviolet (1000 to t200 A) due to the excitation of the state 21-//u. The coefficient ~ describing the intensity of the radiation is measured with a photomultiplier device as a function of the electric field E and the pressure p ill the range from about 10 to t00 Torr.]Besides the dependence of ~ on E/p a pressure dependence is found which is explMned as a quenching process of the excited molecules by collisions. The pressure P0 for equal probability of radiating and non-radiating decay of the states involved is 60 Torr in N~ and 20 Tort in H 2 . The theoretical interpretation of the dependence on E/p supports the excitation energy of the state C 3/I u of N 2 for electron impact to be equal to the spectroscopical value of 11-04 eV and yields 0"9" t0 -13 cm ~ for the maximum of the excitation cross section. The results of the measurements in H~ can be described assuming a cross section of 0'55 9 10 -16 em 2 for the excitation of the state 21//u by electron impact.
Die statistischen Probleme der Elektronenlawinen und der raumladungsfreiert TowNsxlvD-Entladung werden untersucht. Ausgehend yon der statistischen Ver~ ~ceilung der Lawinengr6Be, die auf einfache Weise abgeleitet wird, wird die Struktur der einzelnen Lawinen und die Verteilung der Nachlieferungselektronen (durch positive Ionen und durch Photoeffekt) berechnet. In der Umgebung yon F* = 7" (eed_ 1)= t treten mit merklicher Wahrscheinlichkeit Lawinenketten auf. Die zeitliche Folge der Generationen, die Verteilung der Generationenzahl und die Struktur dieser Lawinenketten werden untersucht. Dabei werden besonders die durch ein einzelnes Prim~relektron ausgel6sten Ketten behandelt. Ist # > t, so kann ein einzelnes Elektron mit der Wahrscheinlichkeit I-1/# die Ztindung der Entladung herbeiftihren. Das erste Anwachsen dieser ziindenden Entladung wird n~her untersucht und daraus die statistische Verteilung der Aufbauzeit abgeleitet.
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