חוק פאשן

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית

גרף המציג את חוק פאשן - מתח הפריצה (בציר Y) הינו פונקציה בעלת מינימום של מכפלת הלחץ והמרחק (בציר X)

חוק פאשן (Paschen), אשר פורסם בשנת 1889 על ידי הפיזיקאי הגרמני פרידריך פאשן, הוא חוק פיזיקלי הקובע באופן אמפירי את מתח הפריצה - הפרש הפוטנציאלים החשמליים אותו יש להקנות לשפופרת גז על מנת ליצור בה התפרקות חשמלית. החוק קובע את מתח הפריצה, כתלות בסוג הגז, בחומר ממנו עשויות האלקטרודות בשפופרת, במרחק בין האלקטרודות ובלחץ שבשפופרת.

[עריכה] תלות בלחץ הגז ובמרחק בין האלקטרודות

הצורה הפשוטה והמוכרת ביותר של החוק טוענת כי מתח הפריצה $\ V_b$ הינו פונקציה לא-לינארית של מכפלת לחץ הגז $\ p$ והמרחק בין האלקטרודות $\ d$ . כלומר:

$\ V_b = f(p \times d)$

עוד קובע החוק כי לפונקציה זו קיימת נקודת מינימום - דהיינו ערך מסוים של המכפלה עבורו מתקבל מתח הפריצה הקטן ביותר.

אמפירית, החוק תקף עבור ערכי $\ p d$ הקטנים מ- $\ 1000 \ torr \cdot cm$ .

ההסבר הפיזיקלי האינטואיטיבי לחוק זה קשור בעובדה שמתח הפריצה תלוי בניידות האלקטרונים. אם המכפלה p×d הוא בעל ערך גדול מדי, משמעות הדבר היא שהיונים החיוביים צפופים מאוד ולכן האלקטרונים לא מצליחים לצבור מספיק אנרגיה ולייננם. כאשר המכפלה קטנה מדי, היונים מפוזרים מאוד ומאידך גם המרחק בין האלקטרודות קטן – ואזי המהלך החופשי הממוצע של האלקטרונים מאפשר להם לעבור בין שתי האלקטרודות מבלי להתנגש כלל ביונים חיוביים בדרכם.