Conducibilità elettrica nei gas

Conducibilità elettrica nei gas
Nella situazione presa in esame abbiamo tra le lastre di un condensatore dell’aria sottoposta agli effetti di un agente ionizzante (in questo caso i raggi x), e queste lastre sono collegate ad un POTENZIOMETRO, ovvero, un generatore di differenza di potenziale che ci permette di aumentare o diminuire la differenza di potenziale. In questo stesso circuito vi è un Milliamperometro, detto anche GALVANOMETRO, che serve a registrare piccole variazioni dell’intensità di corrente elettrica, e un VOLTMETRO, che misura la differenza di potenziale.

In generale gli aeriformi in condizioni normali sono degli isolanti, ovvero elettricamente neutri. Infatti, azionando il circuito l'amperometro non registra alcuna intensità.
In particolari condizioni l'aria si ionizza grazie a particolari agenti ionizzanti, come ad esempio i raggi del sole, o i raggi x. Infatti, gli elettroni acquistano energia tale, che traducono in energia cinetica, da riuscire a sfuggire alla molecola a cui appartengono, e quindi ci saranno nell'aria riscaldata elettroni liberi e ioni positivi.
Nel circuito con questa fonte di energia che riscalda l'aria si nota che l'amperometro regista una piccola intensità di corrente. Si nota quasi una diretta proporzionalità tra l'aumento del potenziale e l'intensità di corrente che si riesce ad ottenere in questo circuito. Nel momento in cui si hanno degli ioni positivi e negativi quando si crea una differenza di potenziale, gli ioni positivi si sposteranno verso la lastra negativa e gli elettroni si sposteranno verso la lastra positiva, quindi in pratica il flusso di elettroni continua anche in questo spazio tra le due lastre, in pratica il filo e come se non fosse interrotto dalle due lastre perché, in mezzo alle lastre, gli ioni liberi continuano questo movimento.
 Se l'aria viene ionizzata quello che si verifica in una prima fase è che all'aumentare della differenza di potenziale, aumenta in maniera quasi direttamente proporzionale anche l'intensità di corrente.
 A un certo punto si verifica una cosa abbastanza strana, per cui anche se si continua ad aumentare il potenziale, l'intensità di corrente si stabilizza su un certo valore e non va oltre, rimane costante. Questo valore che permette alla corrente di rimanere costante si chiama potenziale di saturazione e anche la corrente che rimane costante prende lo stesso nome: corrente di saturazione.
 Negli esperimenti hanno continuato ad aumentare la differenza di potenziale e si è visto che ad un certo punto l'intensità di corrente aumenta bruscamente.

Cosa accade al livello microscopico: nel momento in cui si raggiunge il potenziale di saturazione, tutti gli ioni prodotti dall'agente ionizzante si stanno scaricando sulle lastre del condensatore (Produco 50 ioni e 50 ioni si scaricano, produco 500 ioni e 500 ioni si scaricano nello stesso istante). Quando si raggiunge il potenziale d'innesco si ha questo brusco aumento dell'intensità di corrente perché quando si aumenta la differenza di potenziale, aumenta di conseguenza la differenza di potenziale tra le lastre. Quindi il campo elettrico generato tra le lastre diventa molto intenso; diventando molto intenso, gli ioni presenti vengono accelerati verso la lastra positiva o quella negativa, ognuno di questi ioni diventa un proiettile che bombarda praticamente gli atomi neutri. Da qui si verifica che per effetto dell'urto violento si riesce a conferire all'atomo neutro una certa energia che gli permette di perdere degli elettroni e quindi esso stesso diventa ione. Questo processo prende il nome di scarica a valanga. Si verifica quello che succede nella fissione nucleare. Si ha una reazione a catena, in cui degli ioni colpiscono altri ioni e così via creando altri ioni che acquistano energia. Un aumento di ioni prodotti da una maggiore intensità di corrente.