Ein Beitrag zum elektrischen Durschschlag im Vakuum

Übersicht

Eine Hypothese zur Erklärung des elektrischen Durchschlags im Vakuum zwischen metallischen Elektroden bei Raumtemperatur wird angegeben. Es ist bekannt, daß Anodenmaterial im Vordurchbruchsstadium auf die Kathode übertragen wird. Es wird gefordert, daß dieses Material sich unter der Wirkung des elektrischen Feldes an der Kathode zu Spitzen formiert, um dieses Feld dort beträchtlich über seinem Mittelwert zu verstärken. Der Feldemissionsstrom von diesen “Emissionszentren” heizt die Anode auf, und leuchtende Flecken auf der Anode könne beobachtet werden. Der Durchschlag erfolgt, wenn die auftreffende Energie bei irgendeinem “Anodenfleck” das übrsteigt, was z. B. durch Wärmeableitung und Strahlung abgeführt werden kann, woraus ein Freiwerden von Metalldampf resultiert. Experimente werden angeführt zur Stützung dieser Hypothese. Eine Hochspannungs-“Nach-Durchschlagsentladung” wird diskutiert, die einen selbständigen Elektronenstrom von den “Emissionszentren” darstellt und nur begrenzt ist durch den Innenwiderstand der Stromversorgung.

Summary

A hypothesis to explain the electrical breakdown in vacuum between metallic electrodes at room temperature is presented. Anode material is known to be transferred to the cathode in the pre-breakdown stage. It is postulated that this material piles up into points under the action of the electric field at the cathode to enhance this field considerably above its average value. The field emission current from these “emitting centres” heats the anode and luminous spots on the anode are observed. Breakdown occurs when the incident energy at any “anode spot” exceeds that which can be removed by conduction and radiation for example, thus resulting in the release of metal vapour. Experiments are presented in support of this hypothesis. A high voltage “post-breakdown discharge” is discussed, which is a self-sustaining flow of electron current from “emitting centres” limited only by the regulation of the supply.