Азот между плоскими электродами в ионизационной камере

[Антон Огурцевич]

Азот между плоскими электродами в ионизационной камере ионизируется рентгеновскими лучами. Сила тока, текущего через камеру, I = 1,5*10^-6 А. Площадь каждого электрода S = 200 см², расстояние между пластинами d = 1,5 см, разность потенциалов U = 150 В. Определить концентрацию ионов между пластинами, если ток далёк от насыщения. Ионы однозарядны. Сделать рисунок.

[Виктор]

Решение: Отношение силы тока I к площади сечения проводника S называется плотностью тока. Плотность тока в газах, когда ток далёк от насыщения,  определяется по формуле
\[ j=\frac{I}{S} =q\cdot n\cdot \left(u_{+} +u_{-} \right)\cdot E, \]
где q = e = 1,6∙10^–19 Кл (заряд иона равен элементарному), n – искомая концентрация, E = U/d – напряжённость электрического поля между пластинами, u+ = 1,3 см²/В∙с и  u– = 1,8 см²/В∙с – подвижность положительных и отрицательных ионов азота (табличное значение), тогда
\[ \begin{array}{l} {n=\frac{I\cdot d}{e\cdot S\cdot \left(u_{+} +u_{-} \right)\cdot U} .} \\ {n=\frac{1,5\cdot 10^{-3} \cdot 1,5\cdot 10^{-2} }{1,6\cdot 10^{-19} \cdot 200\cdot 10^{-4} \cdot \left(1,3+1,8\right)\cdot 10^{-4} \cdot 150} =1,45\cdot 10^{10}.} \end{array} \]
Ответ: 1,5∙10¹⁰ м^-3. (рисунок не несёт информации)