氣體電擊穿的流理論

“流”這個詞本身就翻譯成“流動”。因此，“流光”是一組細小的分支通道，電子和電離氣體原子通過這些通道以一種流動的方式移動。事實上，在相對高的氣壓和相對大的電極間距的條件下，流光是電暈或火花放電的先兆。

流光的分支發光通道延長並最終重疊，縮小電極之間的間隙——形成連續的導電細絲（火花）和火花通道。火花通道的形成伴隨著其中電流的增加、壓力的急劇增加以及通道邊界處衝擊波的出現，我們聽到的是火花的劈啪聲（微型雷電）。

位於通道螺紋前端的流光頭髮出最亮的光。根據電極之間氣體介質的性質，流光頭的行進方向可以是兩種情況之一，從而區分陽極流光和陰極流光。

通常，流光是介於火花和雪崩之間的破壞階段。如果電極之間的距離很小並且它們之間的氣態介質壓力很低，那麼雪崩階段會繞過流注直接進入火花階段。

與電子雪崩不同，流注的特點是流注頭部向陽極或陰極傳播的速度很高（約為光速的 0.3%），比單純的電子漂移速度高很多倍在外電場中。

在大氣壓力下，電極之間的距離為 1 厘米，陰極流注頭部的傳播速度比電子雪崩速度高 100 倍。出於這個原因，流光被認為是放電初步擊穿成氣體的一個單獨階段。

海因茨·拉特納 (Heinz Ratner) 於 1962 年使用威爾遜相機進行實驗，觀察到雪崩向流光的轉變。 Leonard Loeb 和 John Meek（以及獨立的 Raettner）提出了一個流光模型來解釋為什麼自持放電以如此高的速率形成。

事實上，有兩個因素導致了流光頭的高速運動。第一個因素是頭部前面的氣體被共振輻射激發，導致所謂的出現。締合電離反應期間種子中的自由電子。

種子電子沿通道形成比直接光電離更有效。第二個因素是流注頭部附近空間電荷的電場強度超過了間隙中的平均電場強度，從而在流注前緣傳播過程中實現了較高的電離率。

上圖顯示了陰極流注的形成圖。當電子雪崩的頭部到達陽極時，在它後面的電極間空間中仍然有一個離子云形式的尾部。在這裡，由於氣體的光電離，子雪崩出現了，它附著在這個正離子云上。電荷變得越來越密集，通過這種方式獲得了自傳播的正電荷流——流光本身。

從理論上講，在電極之間的空間中，雪崩變成流光的這一點，在某一時刻，總電場（電極產生的電場和流光頭的空間電荷場） ) 消失。假定該點位於雪崩的軸線上。基本上，流光前緣是一種非線性電離波，一種在自由空間中作為燃燒波出現的空間電荷波。

對於陰極流光前部的形成，輻射在電極之間的間隙邊界之外的發射是必不可少的。當流注頭中的電場強度達到臨界值時，對應於電子洩漏的開始，電場和電子速度分佈之間的局部平衡被擾亂，這通常使流注模型大大復雜化氣體的電擊穿。