Изобретай. Мысли. Твори.

Одной из первых серийных разработок были широко применяемые в фотографии импульсные лампы — маленькие газоразрядные трубки, в которых заключена прирученная человеком молния. Изучая импульсные разряды, И. С. Маршак сделал одно очень важное наблюдение. Именно эта его теоретическая работа позволила успешно решить ряд сложных задач и по созданию новых газосветных излучателей непрерывного действия. Что же примечательного удалось подметить в молниеносной вспышке? Плазменный шнур неустойчив, он стремится к крайностям — либо разнести лампу, либо погаснуть. Маршак установил, что в условиях импульсной лампы разряд может вести себя иначе: он способен насыщаться, достигать предела силы тока. Вот схематично, как это происходит. В маленькой, семисантиметровой трубке лампы-фотовспышки, где расстояние между электродами невелико, под воздействием высокого напряжения стремительно развивается ионизация. В процесс вовлекаются новые и новые порции нейтральных атомов. При таких условиях ток определяется числом носителей зарядов и их скоростью, которая, в свою очередь, сильно зависит от температуры. Последнее обстоятельство главным образом и мешает руководить процессом: ионизация повышает температуру, температура повышает ионизацию. Вскоре, однако, основные резервы атомов газа оказываются мобилизованными в ряды носителей тока — становятся ионами. Наступает момент, когда материал для дальнейшего увеличения ионизации оказывается практически исчерпанным. Трубкой завладевают громоздкие ионы — их поперечное сечение в сотни раз больше поперечного сечения нейтральных атомов того же газа. Ионы стесняют, тормозят движение электронов.

Теперь решающую роль играют уже столкновения электронов не с нейтральными атомами, а с ионами. Чем больше ионов, тем медленнее движутся электроны. И хотя их количество увеличилось, ток почти не возрос. Наступает некоторый предел плотности тока, предел проводимости газового столба. Разряд вступает в состояние, которое называется в науке квазистационарным («квази» — «как бы»): процесс на самом деле изменяется во времени, но столь незначительно и медленно, что в каждый данный момент может рассматриваться как постоянный. Плазменный канал приобретает как бы свойства металлического проводника. С металлическим же проводником дело обстоит просто — ведь он подчиняется закону Ома. Маршак установил величину сопротивления внутри трубки, при которой в импульсной лампе наступает квазистационарный насыщенный разряд. Зная это, можно рассчитывать газоразрядные лампы, как вольфрамовую нить накаливания, причем ток в них будет предельным, а следовательно, постоянным. Это как раз и нужно для создания ламп без балласта! На первых порах казалось, что насыщение разряда возможно только в импульсных лампах.