Soy consciente de la ionización, pero incluso para ionizar un gas se necesita un electrón. Entonces, ¿cómo en un tubo de descarga, que tiene un gas a baja presión y un alto voltaje, fluye la corriente? ¿Cómo se obtiene inicialmente el primer electrón?
Respuesta
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Los primeros electrones que inician el resto del flujo de corriente pueden ser arrancados de la superficie del electrodo de dos maneras: 1) emisión de campo, cuando la fuerza del campo eléctrico en la superficie es lo suficientemente grande como para sacar los electrones de ella, o 2) el efecto fotoeléctrico, cuando un fotón ultravioleta perdido golpea la superficie del electrodo y expulsa un electrón de ella.
Una vez que se tiene un electrón "suelto" como ese en ese fuerte campo eléctrico, se acelera hasta que choca con una molécula de gas, desprendiendo un electrón de ella, y ahora se tienen dos electrones sueltos y un ion positivo que se acelerará.
Entonces ocurren dos cosas: 1) una avalancha creciente de electrones rápidos que se abren paso a través del gas del tubo hacia el electrodo positivo, y 2) una deriva más lenta de iones pesados que se mueven hacia el electrodo negativo. Cuando uno de estos iones pesados choca con el electrodo negativo, puede desprender varios electrones que se unen a los demás en la cascada creciente, acelerando hacia el electrodo positivo.
En poco tiempo se han ionizado suficientes moléculas de gas en el espacio entre los electrodos cargados de esta manera que su resistencia eléctrica cae a un valor bajo y entonces se desarrolla un gran flujo de corriente entre los electrodos. Si esa corriente no está limitada por una resistencia externa, se producirá un arco eléctrico entre los electrodos, que se quemará. Si hay una resistencia limitadora en el circuito de alta tensión que impulsa el tubo, entonces obtendrá una descarga de resplandor, cuyas características se pueden variar variando la cantidad de corriente permitida.
