气体电击穿的流理论

“流”这个词本身就翻译成“流动”。因此，“流光”是一组细小的分支通道，电子和电离气体原子通过这些通道以一种流动的方式移动。事实上，在相对高的气压和相对大的电极间距的条件下，流光是电晕或火花放电的先兆。

流光的分支发光通道延长并最终重叠，缩小电极之间的间隙——形成连续的导电细丝（火花）和火花通道。火花通道的形成伴随着其中电流的增加、压力的急剧增加以及通道边界处冲击波的出现，我们听到的是火花的噼啪声（微型雷电）。

位于通道螺纹前端的流光头发出最亮的光。根据电极之间气体介质的性质，流光头的行进方向可以是两种情况之一，从而区分阳极流光和阴极流光。

通常，流光是介于火花和雪崩之间的破坏阶段。如果电极之间的距离很小并且它们之间的气态介质压力很低，那么雪崩阶段会绕过流注直接进入火花阶段。

与电子雪崩不同，流注的特点是流注头部向阳极或阴极传播的速度很高（约为光速的 0.3%），比单纯的电子漂移速度高出许多倍在外电场中。

在大气压力下，电极之间的距离为 1 厘米，阴极流注头部的传播速度比电子雪崩速度高 100 倍。出于这个原因，流光被认为是放电初步击穿成气体的一个单独阶段。

海因茨·拉特纳 (Heinz Ratner) 于 1962 年使用威尔逊相机进行实验，观察到雪崩向流光的转变。 Leonard Loeb 和 John Meek（以及独立的 Raettner）提出了一个流光模型来解释为什么自持放电以如此高的速率形成。

事实上，有两个因素导致了流光头的高速运动。第一个因素是头部前面的气体被共振辐射激发，导致所谓的出现。缔合电离反应期间种子中的自由电子。

种子电子沿通道形成比直接光电离更有效。第二个因素是流注头部附近空间电荷的电场强度超过了间隙中的平均电场强度，从而在流注前缘传播过程中实现了较高的电离率。

上图显示了阴极流注的形成图。当电子雪崩的头部到达阳极时，在它后面的电极间空间中仍然有一个离子云形式的尾部。在这里，由于气体的光电离，子雪崩出现了，它附着在这个正离子云上。电荷变得越来越密集，通过这种方式获得了自传播的正电荷流——流光本身。

从理论上讲，在电极之间的空间中，雪崩变成流光的这一点，在某一时刻，总电场（电极产生的电场和流光头的空间电荷场） ) 消失。假定该点位于雪崩的轴线上。基本上，流光前缘是一种非线性电离波，一种在自由空间中作为燃烧波出现的空间电荷波。

对于阴极流光前部的形成，辐射在电极之间的间隙边界之外的发射是必不可少的。当流注头中的电场强度达到临界值时，对应于电子泄漏的开始，电场和电子速度分布之间的局部平衡被扰乱，这通常使流注模型大大复杂化气体的电击穿。