《气体放电技术》辅导资料.docx
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《气体放电技术》辅导资料
气体放电技术辅导资料一
主题：
气体放电理论概述
学习时间：
2011年4月15日－4月17日
内容：
我们这周主要学习气体放电理论的相关内容。
希望通过下面的内容能使同学们加深对气体放电技术知识的理解。
一、学习要求
1．掌握气体放电理论；
2．掌握气体放电的概念；
二、主要内容
（一）气体放电概念
干燥气体是良好的绝缘体，但当气体中存在自由带电粒子时，它就变为带电，
这时如在气体中安置两个电极并加上电压，就有电流通过气体，这个现象称为气体放电。
依气体压力、施加电压、电极形状、电源频率的不同，气体放电有多种多样的形式。
主要的形式有暗放电、辉光放电、电弧放电、电晕放电、火花放电、高频放电等。
20世纪70年代以来激光导引放电、电子束维持放电等新的放电形式，也日益受到人们的重视。
气体放电的基本物理过程气体放电总的过程由一些基本过程构成，这些基本过程是：
激发、电离、消电离、迁移、扩散等。
基本过程的相互制约决定放电的具体形式和性状
（二）气体放电理论
气体中流通电流的各种形式的统称。
包括电晕放电、辉光放电、电弧放电、火花放电等。
在电场作用下,带电粒子在气体中运动时,一方面沿电力线方向运动，不断获得能量；一方面与气体分子碰撞，作无规则的热运动，不断损失能量。
经若干次加速碰撞后，它们便达到等速运动状态，这时其平均速度u与电场强度E成正比u＝KE，系数K称为电子（离子）迁移率。
对于离子，K是一个常数；对于电子，它并不是一个常数,而与电场强度E有关。
体放电。
荷能电子碰撞气体分子时，有时能导致原子外壳层电子由原来能级跃迁到较高能级。
这个现象，称为激发；被激发的原子，称为受激原子。
要激发一个原子，使其从能级为E1的状态跃迁到能级为Em的状态,就必须给予（Em-E1）的能量；这个能量所相应的电位差设为eVe，则有 eVe＝Em－E1，电位Ve称为激发电位。
实际上，即使电子能量等于或高于激发能量，碰撞未必都能引起激发，而是仅有一部分能引起激发。
引起激发的碰撞数与碰撞总数之比，称为碰撞几率。
受激发后的原子停留在激发状态的时间很短暂（约为10-6秒），便从能量为Em的
状态回复到能量为E1的正常状态,并辐射出能量为hv（h为普朗克常数；v为辐射频率）的光量子。
气体放电时伴随有发光现象，主要就是由于这个原因。
在某些情况下，受激原子不能以辐射光量子的形式自发回到正常状态,这时便称为处于亚稳状态,处于亚稳状态的原子称为亚稳原子。
亚稳原子可以借助两种过程回复到正常状态：
一是由电子再次碰撞或吸收相应的光量子,升到更高的能级,然后从这个能级辐射出光量子而回到常态。
另一是通过与电子碰撞将能量转化为电子的动能,它本身回到常态。
亚稳原子的寿命约为10-4～10-2秒；由于它寿命较长,在放电中常常起重要的作用。
当受激原子尚未回到基态时，如受到电子的再次碰撞就可能转入更高的激发态。
这种由多次碰撞往高能级激发的现象称为累积（逐次）激发。
电离电子与原子碰撞时，若电子能量足够高，还会导致原子外壳层电子的脱落，使原子成为带正电荷的离子。
与激发的情况类似，电子的动能必须达到或大于某一数值eVi，碰撞才
能导致电离。
Vi称为电离电位，其大小视气体种类而定。
同样，即使能量高于电离能，碰撞也仅有一部分能引起电离。
引起电离的碰撞次数与总碰撞次数之比，称为电离几率。
如果受激原子由于电子再次碰撞而电离、则称为累积（逐次）电离。
在气体放电中还有一类重要的电离过程，即亚稳原子碰撞中性分子使后者电离的过程。
这种过程只有在亚稳原子的亚稳电位高于中性分子的电离电位（如氖的亚稳原子碰撞氩原子）时才可能出现。
这个过程称为潘宁效应。
如果将一切电离因素都去掉，则已电离的气体，会逐渐恢复为中性气体，这称为消电离。
消电离的方式有两种:
①电子先与中性原子结合成为负离子,然后负离子与正离子碰撞，复合成为两个中性原子。
②电子和正离子分别向器壁扩散并附于其上，复合后变为中性原子离去。
在电场作用下,带电粒子在气体中运动时,一方面沿电力线方向运动，不断获得能量；一方面与气体分子碰撞，作无规则的热运动，不断损失能量。
经若干次加速碰撞后，它们便达到等速运动状态，这时其平均速度u与电场强度E成正比u＝KE。
系数K称为电子（离子）迁移率。
对于离子，K是一个常数；对于电子，它并不是一个常数,而与电场强度E有关。
三、重要考点
（一）单选题
下列选项中关于电场中的导体和电介质的描述不正确的是（）。
A.处于电场中的孤立导体，一端出现负电荷，另一端出现正电荷
B.处于电场中的孤立导体，内部电场强度为零，达到静电平衡
C.电介质处于电场中时，电介质表面出现正负电荷
D.电介质处于电场中时，介质表面不会出现电荷
正确答案：
D
（二）判断题
电极间原电场E0与介质内部的电场Ed相反，与束缚电荷在气隙中形成的电场Eg相同，放电停止。
A.错误
B.正确
正确答案：
A
（三）多选题
1.电离气体可以分为哪几类（）。
A.零电离气体
B.弱电离气体
C.部分电离气体
D.完全电离气体
正确答案：
ABCD
2.按照外界电离源有无，气体放电可以分为（）。
A.自持放电
B.稳定放电
C.非自持放电
正确答案：
AC
气体放电技术辅导资料二
主题：
气体放电理论概述
学习时间：
2011年4月18日－4月24日
内容：
我们这周继续学习气体放电理论概述的相关内容。
希望通过下面的内容能使同学们加深对气体放电技术知识的理解。
一、学习要求
1．掌握带电粒子在气体中的作用；
2．掌握等离子体的概念；
3.了解等离子的应用；
二、主要内容
（一）带电粒子在气体中的作用
当带电粒子在气体中的分布不均匀时，就出现沿浓度递减方向的运动，这称为扩散。
带电粒子的扩散类似于气体的扩散，也有自扩散和互扩散两种。
扩散现象用扩散系数来描述，它是带电粒子扩散能力的一种量度。
多种带电粒子同时存在于气体时，扩散现象变得复杂。
情况是电子、正离子浓度相等（即等离子体）的情况时，这时出现所谓双极性扩散。
这是两种异号带电粒子相互牵制的扩散,其基本特征是:
电子由于质量小、扩散得较快；离子由于质量大，扩散得较慢。
结果电子走在前方，于是两种电荷间出现一个电场（约束电场），这电场牵引正离子使它跟上去。
两种带电粒子的扩散速率始终一致，但电子总是在前方，离子则在其后。
在管壁附近,双极性扩散受到管壁的影响。
此时,电子运动速度快先附于管壁，使管壁带负电位负电位阻止后来电子的抵达，但吸引正离子，在其附近形成正电荷鞘层。
在鞘层中，电子的浓度随着接近管壁而递减，最终自动调整到每秒飞上管壁的电子数恰好等于飞上的正离子数。
气体放电的重要形式最早研究的气体放电形式是低气压（1～100帕）直流放电，即在气体中置入两个电极,通以直流电压而得到的放电。
为使电流不致过大,回路中串联一个电阻（即限流电阻）。
若将电源电压逐渐提高,通过气体的电流就随之增大，当极间电压提高到us时，电流突然急剧增加，放电变为明亮的形式，这称为着火，也称为击穿。
着火之后，放电转入自持放电，在开始一段为呈现恒电压特性。
（二）等离子体的概念
等离子体又叫做电浆，是由部分电子被剥夺后的原子及原子被电离后产生的正负电子组成的离子化气体状物质，它广泛存在于宇宙中，常被视为是除去固、液、气外，物质存在的第四态。
等离子体是一种很好的导电体，利用经过巧妙设计的磁场可以捕捉、移动和加速等离子体。
等离子体物理的发展为材料、能源、信息、环境空间，空间物理，地球物理等科学的进一步发展提新的技术和工艺。
看似“神秘”的等离子体，其实是宇宙中一种常见的物质，在太阳、恒星、闪电中都存在等离子体，它占了整个宇宙的99％。
现在人们已经掌握利用电场和磁场产生来控制等离子体。
例如焊工们用高温等离子体焊接金属。
等离子体是物质的第四态，即电离了的“气体”，它呈现出高度激发的不稳定态，其中包括离子（具有不同符号和电荷）、电子、原子和分子。
其实，人们对等离子体现象并不生疏。
在自然界里，炽热烁烁的火焰、光辉夺目的闪电、以及绚烂壮丽的极光等都是等离子体作用的结果。
对于整个宇宙来讲，几乎99．9％以上的物质都是以等离子体态存在的，如恒星和行星际空间等都是由等离子体组成的。
用人工方法，如核聚变、核裂变、辉光放电及各种放电都可产生等离子体。
分子或原子的内部结构主要由电子和原子核组成。
在通常情况下，即上述物质前三种形态，电子与核之间的关系比较固定，即电子以不同的能级存在于核场的周围，其势能或动能不大。
普通气体温度升高时，气体粒子的热运动加剧，使粒子之间发生强烈碰撞，大量原子或分子中的电子被撞掉，当温度高达百万开到1亿开，所有气体原子全部电离．电离出的自由电子总的负电量与正离子总的正电量相等．这种高度电离的、宏观上呈中性的气体叫等离子体．
等离子体和普通气体性质不同，普通气体由分子构成，分子之间相互作用力是短程力，仅当分子碰撞时，分子之间的相互作用力才有明显效果，理论上用分子运动论描述．在等离子体中，带电粒子之间的库仑力是长程力，库仑力的作用效果远远超过带电粒子可能发生的局部短程碰撞效果等离子体中的带电粒子运动时，能引起正电荷或负电荷局部集中产生电场电荷定向运动引起电流，产生磁场．电场和磁场要影响其他带电粒子的运动，并伴随着极强的热辐射和热传导；等离子体能被磁场约束作回旋运动等．等离子体的这些特性使它区别于普通气体被称为物质的第四态．
在宇宙中，等离子体是物质最主要的正常状态．宇宙研究、宇宙开发、以及卫星、宇航、能源等新技术将随着等离子体的研究而进入新时代．
等离子体主要用于以下3方面。
①等离子体冶炼：
用于冶炼用普通方法难于冶炼的材料，例如高熔点的锆（Zr）、钛（Ti）、钽（Ta）、铌（Nb）、钒（V）、钨（W）等金属；还用于简化工艺过程，例如直接从ZrCl、MoS、TaO和TiCl中分别
获得Zr、Mo、Ta和Ti；用等离子体熔化快速固化法可开发硬的高熔点粉末，如碳化钨-钴、Mo-Co、Mo-Ti-Zr-C等粉末等离子体冶炼的优点是产品成分及微结构的一致性好，可免除容器材料的污染。
②等离子体喷涂：
许多设备的部件应能耐磨耐腐蚀、抗高温，为此需要在其表面喷涂一层具有特殊性能的材料。
用等离子体沉积快速固化法可将特种材料粉末喷入热等离子体中熔化，并喷涂到基体（部件）上，使之迅速冷却、固化，形成接近网状结构的表层，这可大大提高喷涂质量。
③等离子体焊接：
可用以焊接钢、合金钢；铝、铜、钛等及其合金。
特点是焊缝平整，可以再加工,没有氧化物杂质,焊接速度快。
用于切割钢铝及其合金，切割厚度大。
三、重要考点
（一）判断题
等离子体是物质的第四态
A.正确
B.错误
正确答案：
A
（二）单选题
输运现象是指当系统的热力学平衡被破坏之后，发生一些物理量的移动现象，直至新平衡形成。
那么，气体放电过程中的主要运动形式是（）。
A.漂移
B.扩散
C.热扩散
正确答案：
A
（三）多选题
1.等离子体判据包括（）。
A.德拜长度远小于等离子体系统的特征尺寸
B.德拜球内部的粒子远大于1
C.等离子体频率必须大于电子和中性粒子的碰撞频率
D.等离子体频率必须小于等于电子和中性粒子的碰撞频率
正确答案：
ABC
2.等离子体按照电离度划分可以分为哪几类（）。
A.中性气体
B.完全等离子体
C.不完全等离子体
正确答案：
ABC
气体放电技术辅导资料三
主题：
气体放电理论概述
学习时间：
2011年4月25日－5月1日
内容：
我们这周继续学习气体放电理论概述的相关内容。
希望通过下面的内容能使同学们进一步加深对气体放电技术知识的理解。
一、学习要求
1．掌握汤森放电理论；
2．了解帕邢定律；
二、主要内容
（一）汤森放电理论
解释气体放电机制的最早理论。
由英国物理学家J.S.E.汤森于1903年提出。
汤森在实验中发现，当两平板电极之间所加电压增大到一定值时，极板间隙的气体中出现连接两个电极的放电通道，使原来绝缘的气体变成电导很高的气体，有放电电流通过，间隙被击穿。
汤森用气体电离的概念解释这一现象。
他设想有n0个自由电子在电场作用下由阴极向阳极运动,只要电场足够强,电子在与气体分子碰撞时会引起后者电离，发展成电子崩。
若每个电子在电场中移动单位距离时产生的电离次数为α（汤森电离系数）,则可推知n0个自由电子在由阴极向阳极运动中经过距离n后将增加到n0ead,而每个电子产生的正离子－电子对数为ead-1。
正离子在电场作用下向阴极运动，设每个正离子撞击阴极时引起的电子发射（称二次电子发射）的概率为r,则n0个自由电子引起电离后产生的二次电子数为rn0（ead-1）。
要使放电持续不断，则需使rn0（ead-1）=n0或r（ead-1）=1，这就是汤森自持放电的条件，又称汤森判别式。
对于不同间隙介质都有不同的临界击穿电场强度Ec（大气中约30kV·cm-1）。
间隙中的电场E低于Ec时，间隙不会击穿。
在汤森判别式中,电离系数α随外加电场强度E的增强而增大,因此电子的电离效应也加强。
α值必须足够大才能产生足够的电离次数及离子数，满足自持放电条件使间隙被击穿。
实际过程比这要复杂一些，例如间隙中空间电荷的积累会引起电场畸变；阴极表面还存在光电发射和其他粒子轰击阴极表面的过程；间隙气体中还有光电离和电附着作用等。
虽然自持放电包括的过程比较复杂,但判别式的形式仍是
其中rm为包括了各种阴极表面过程的二次电子发射概率，μ为气体吸收系数。
利用高速示波器可以测出放电发展过程中的电流变化。
电流的周期性变化说明间隙中电离、阴极发射电子等一次次的循环。
不满足自持条件时的放电，电流逐步减为零，此时间隙中气体未击穿，仍保持绝缘状态。
汤森理论只适用于气压比较低、气压与极距的乘积（Pn）比较小的情况。
（二）帕邢定律
表征均匀电场气体间隙击穿电压、间隙距离和气压间关系的定律。
1889年由F.帕邢根据平行平板电极的间隙击穿试验结果得出。
表达为:
击穿电压U（千伏）是电极距离d（厘米）和气压P（托）乘积的函数（见图）。
应用汤森击穿条件r（ead-1）=1（见汤森理论）以及电离系数χ与（Pd）的关系式可以求出击穿电压公式式中A和B在一定E/P范围内是常数。
经过微分后得到最低击穿电压
由曲线可见，提高气压或是降低气压到真空（例如10-6托）都能提高间隙击穿电压，这概念在实际应用中是有意义的。
帕邢定律在一定（Pd）范围有效。
气压过高或高真空中，放电过程不能用汤森理论，帕邢定律也不适用。
气体介质在电场作用下发生碰撞电离而导致电极间贯穿性放电的现象。
气体介质击穿与很多因素有关，其中主要的影响因素为作用电压、电极形状、气体的性质及状态等。
气体介质击穿常见的有直流电压击穿、工频电压击穿、冲击电压击穿、高气压电击穿、高真空电击穿。
直流电压击穿 直流电压作用下的气体介质击穿。
可分为以下两种。
①在电极间电场是均匀的情况下,气压低于1大气压（约0.1兆帕）时,间隙击穿电压服从于帕邢定律。
对于空气介质，击穿电压Ub可按经验公式
进行计算。
式中d为电极间距离（cm），δ为空气相对密度。
一般情况下,空气介质击穿电压也可近似地用30kv/cm的击穿场强来估计。
对于稍不均匀电场，如两球电极的间隙，当电极距离d与球直径D之比d/D＜1/4时，可看作均匀电场，超过此限度时就不能这样考虑了。
②在极不均匀电场的情况下，如棒－板电极的间隙，击穿场强Eb大为降低,并且还会出现极性效应,即正极性棒对负极性板的间隙击穿电压小于相反极性的情形，引起极性效应的原因是由于正离子比电子运动慢很多,在间隙中形成正极性空间电荷,改变了电场分布而引起不同的放电发展过程。
在0.3～3m电极间距离范围内，棒对板间隙的平均击穿场强Eb分别约为：
正极性棒电极时，E+≈4.5kV/cm；负极性棒电极时，E-≈10kV/cm。
工频电压击穿 工频交流电压作用下的气体介质击穿。
在均匀电场（见不均匀电场）的间隙中，工频击穿电压和直流击穿电压相等。
在极不均匀电场的间隙中（如棒－板间隙），击穿总是发生在棒电极处于正极性的状态，因而交流击穿电压幅值与正极性棒对负极性板间隙的直流击穿电压相近。
棒－板空气间隙的交流平均击穿场强为Eа≈4.8kV/cm，与上述E+很接近。
为提供高电压输电线或变电所空气间隙距离的设计依据，近年来很多人研究长空气间隙的工频击穿电压（见长间隙击穿）。
图2为1～10m间隙距离的击穿电压曲线。
图中,曲线1、2是棒-棒电极间隙，上棒电极均为5m，下棒电极分别为6m及3m，两者的击穿电压稍有差异。
这是因为曲线2的下棒电极短，大地的影响大。
曲线3是棒-地间隙的击穿电压,它比棒-棒间隙的数值低许多,并且有“饱和”的趋势。
这些试验是在室内进行的，后来由户外试验说明，并未出现“饱和”现象。
“饱和”现象是由于试验室墙的影响引起的。
进行长间隙的试验需要很大的试验室，投资很多。
因此许多人在研究用理论模型计算或试验模拟来代替实际尺寸的试验。
冲击电压击穿 冲击电压作用下的气体介质击穿现象。
冲击击穿电压与试验电压极性和电极形状有关。
冲击电压击穿可以发生在波前或波尾部分，视电压高低而定。
电压越高，击穿时延越短。
击穿电压与时延的关系曲线常称伏秒特性（见绝缘强度）。
它对电力系统的绝缘配合有重要意义。
同样，由于作用时间的影响，操作冲击电压下间隙击穿电压比雷电冲击电压下的低。
而在一些高功率脉冲装置产生的几十纳秒脉冲电压下，间隙击穿电压则高得多。
高气压电击穿 由于气体压力与气体密度成正比，因而气压将直接影响电子的自由程，从而影响电离和击穿。
帕邢定律表明,在相同的间隙距离下,提高气体压力可提高其击穿电压。
然而高气压下气体介质击穿的机理与汤森理论有很大差异。
高气压电击穿有以下特点：
①超过一定气压Pc之后（各种气体的Pc值不同,例如SF6的Pc约在6kg/cm2以上），击穿电压有较大的分散性。
经过多次放电之后（一般称“锻炼”），击穿电压值渐趋稳定。
但即使在锻炼之后，偶而也会出现很低的击穿电压。
②阴极材料对击穿电压有影响。
阴极材料的结构，例如有无杂质，单晶或多晶，是否有位错等，也会影响击穿电压的大小。
③电极表面状态的影响。
电极表面加工及清洁程度对击穿电压有作用。
如电极经抛光、除油等处理后，击穿电压比处理前高。
④电极面积增大，击穿电压将有所降低。
⑤气体中若含有水气及悬浮尖埃等杂质，则会降低击穿电压。
因此所充气体应经过净化处理。
高真空电击穿 由于高真空状态下气体密度减少到很小的程度,电子或离子的自由程将很长,以致在间隙中不易发生碰撞电离，因此间隙的击穿电压将会很高（帕邢定律的左半支曲线）。
某些设备高真空间隙的击穿场强可高达1.3MV/cm。
影响真空间隙击穿过程有许多因素，如真空度、间隙距离、电极材料、电极状态、电压作用时间等。
在真空放电中,电极表面过程,特别是阴极表面过程是非常重要的，许多研究工作围绕着这个问题进行，提出了各种真空击穿放电模型，如场致发射模型、微粒模型、微放电模型等。
对于脉冲电压击穿的机制，看法比较一致。
对于稳态电压下的真空击穿机制，P.A.恰特登认为,在间隙距离d≈10-3～10-1cm的区域，可能是场致发射引起击穿；在d≈10-1～1cm的区域,可能是微放电的击穿机制；更大的间隙，可能是微粒击穿机制。
三、重要考点
（一）单选题
下列哪一个选项的内容不能用汤生放电理论来解释（）。
A.击穿形成的时延问题
B.混合气体中的潘宁效应
C.用电子附着理论解释负电性气体的高击穿电压
D.气压、极距等击穿电压的影响
正确答案：
A
（二）多选题
等离子体判据包括（）。
A.德拜长度远小于等离子体系统的特征尺寸
B.德拜球内部的粒子远大于1
C.等离子体频率必须大于电子和中性粒子的碰撞频率
D.等离子体频率必须小于等于电子和中性粒子的碰撞频率
正确答案：
ABC
（三）判断题
汤生第二电离系数β表示一个电子从阴极到阳极经过单位路程与中性粒子作非弹性碰撞所产生的电子－离子对数目，或所发生的电离碰撞数，这种电离过程也称β过程。
A.错误
B.正确
正确答案：
A
气体放电技术辅导资料四
主题：
辉光放电
学习时间：
2011年5月2日－5月8日
内容：
我们这周学习辉光放电理论的相关内容。
希望通过下面的内容能使同学们加深对辉光放电知识的理解。
一、学习要求
1．掌握辉光放电原理；
2．掌握辉光放电的特征；
3.了解辉光放电的应用；
二、主要内容
（一）辉光放电及其应用
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。
辉光放电有亚正常辉光和反常辉光两个过渡阶段，放电的整个通道由不同亮度的区间组成，即由阴极表面开始，依次为：
①阿斯通暗区；②阴极光层；③阴极暗区（克鲁克斯暗区）；④负辉光区；⑤法拉第暗区；⑥正柱区;⑦阳极暗区;⑧阳极光层。
其中以负辉光区、法拉第暗区和正柱区为主体。
这些光区是空间电离过程及电荷分布所造成的结果，与气体类别、气体压力、电极材料等因素有关，这些都可以从放电理论上作出解释。
辉光放电时，在两个电极附近聚集了较多的异号空间电荷，因而形成明显的电位降落，分别称为阴极压降和阳极压降。
阴极压降又是电极间电位降落的主要成分，在正常辉光放电时，两极间的电压不随电流变化，即具有稳压的特性。
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）。
1831~1835年,M.法拉第在研究低气压放电时发现辉光放电现象和法拉第暗区。
1858年,J.普吕克尔在1/100托下研究辉光放电时发现了阴极射线，成为19世纪末粒子辐射和原子物理研究的先躯。
辉光放电的主要应用是利用其发光效应（如霓虹灯、日光灯）以及正常辉光放电的稳压效应（如氖稳压管）。
利用它的发光效应（如霓虹灯）和正常辉光放电的稳压特性（如氖稳压管）。
利用辉光放电的正柱区产生激光的特性，制做氦氖激光器。
低压气体放电的一种类型，在发射光谱分析中用作气体分析和难激发元素分析的激发光源。
在玻璃管两端各接一平板电极，充入惰性气体，加数百伏直流电压，管内便产生辉光放电，其电流为10-4～10-2A。
放电形式与气体性质、压力、放电管尺寸、电极材料、形状和距离有关。
（二）辉光放电的特征
辉光放电管，亦称“冷阴极离子管”或“冷阴极充气管”，是一种利用气体辉光放电原理而工作的离子管，在电子电路中指示、稳压等作用。
在工作时，管内产生明显的辉光。
辉光的颜色决定于管内所充气体
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