Статические явления на заряженной поверхности жидкого водорода

Abstract

Впервые экспериментально исследована эволюция формы эквипотенциально заряженной поверхности слоя жидкого водорода, сконденсированного на нижнюю обкладку горизонтально расположенного плоского диода, с увеличением внешнего тянущего электрического поля. Наблюдалось явление реконструкции плоской заряженной поверхности жидкости (образование стационарного холма) при напряжениях выше некоторого критического Uc₁ в условиях полной экранировки поля в объеме жидкости заряженным слоем. Показано, что переход плоской заряженной поверхности в реконструированное состояние является фазовым переходом, близким к переходу второго рода. Обнаружено, что высота холма возрастает с повышением напряжения, и при напряжениях Uc₂ > 1,2 Uc₁ реконструированная поверхность теряет устойчивость - наблюдается струйный разряд. Изучена эволюция формы заряженной капли постоянного объема, подвешенной на верхней обкладке диода, с ростом электрического поля в условиях, когда сила тяжести и электрические силы сонаправленны.

Уперше експериментально досліджено еволюцію форми еквіпотенційно зарядженої поверхні шару рідкого водню, скондесованого на нижню обкладку горизонтально розташованого плоского діода, із збільшенням зовнішнього тягнучого електричного поля. Спостережено явище реконструкції плоскої зарядженої поверхні рідини (утворення стаціонарного горба) при напругах вище деякого критичного Uc₁ в умовах повного екранування поля в об'ємі рідини зарядженим шаром. Показано, що перехід плоскої зарядженої поверхні у реконструйований стан є фазовим переходом, близьким до переходу другого роду. Виявлено, що висота горба зростає з підвищенням напруги, і при напругах Uc₂ > 1,2Uc₁ реконструйована поверхня втрачає стійкість — спостерігається струминний розряд. Вивчено еволюцію форми зарядженої краплі постійного об'єма, яку підвішено до верхньої обкладки діода, із зростанням електричного поля в умовах, коли сила ваги та електричні сили сумісно направлені.

The shape evolution of the equipotentially charged surface of liquid hydrogen layer covering the lower рlate of a horizontally arranged diode in external electric fields has been studied experimentally for the first time. A reconstruction phenomenon (the formation of a stationary hump) at the flat charged surface at voltages higher than a certain critical Uc₁, was observed under the conditions of c1 total compensation of the electric field in the bulk liquid by a surface charge. It is shown that the transition of the flat charged surface into the reconstructed state is a phase transition closed to the second order phase transition. The height of the hump increased with increasing the voltage and at Uc₂ > 1,2 Uc₁. the reconstructed surface lost the stability, and a stream discharge pulse was observed. The shape evolution of a charged droplet of constant volume suspended at the upper plate of the diode when the stretching electric field and gravity forces act in the same direction was studied as the voltage was increased up to the discharge.