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SCARICA GAS RAREFATTI


    Contents
  1. Nozioni di Fisica per le scuole secondarie Vol. II: testo - IntraText CT
  2. Ionizzazione dei gas
  3. Scariche elettriche in gas rarefatti
  4. Alcune esperienze relative alla scarica nei gas rarefatti

Conducibilità, tensione e scarica della corrente elettrica nei gas. Spiegazione di come i gas Scarica a scintilla. Scarica nei gas rarefatti; Concetti chiave. I fenomeni connessi con lo scarica di elettricità attraverso i gas rarefatti furono osservati poco dopo l'invenzione, a metà del Settecento, della pompa d'aria e dei​. Scarica elettrica nei gas rarefatti. L'aria ed i gas in condizioni normali di pressione atmosferica sono pessimi conduttori di corrente elettrica. Ma a bassa. Nell`inventario D del col n° è descritto come “tubo universale per esperienze con scariche nei gas rarefatti”. Questo tubo di vetro ha. È anche noto come scarica elettrica, o (se la corrente che fluisce nella scarica è molto elevata) arco elettrico. Il fenomeno della.

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Enciclopedia on line Condividi scarica In fisica, fenomeno per cui si disperde o viene asportata o comunque si neutralizza la carica elettrica posseduta da un corpo elettrizzato o immagazzinata in esso. La corrente dovuta alle cariche che si disperdono o vengono asportate è detta corrente di s. Se il mezzo interposto è un dielettrico, perché la s. Se finalmente il mezzo è un cattivo dielettrico, cioè è debolmente conduttore, la s.

È di questo tipo la s.

Si ha una scarica in un gas, cioè il passaggio di una quantità notevole di elettricità tra gli elettrodi, quando esistono in esso particelle cariche: elettroni e ioni positivi, cioè atomi o molecole che hanno perduto uno o più elettroni, prodotti inizialmente dalla radiazione cosmica, da sostanze radioattive contenute nelle pareti di vetro o dalla luce. Gli ioni negativi, prodotti ogni qual volta un elettrone si lega a un atomo neutro, sono più rari. Le particelle cariche presenti nel tubo sono sufficienti ad innescare la scarica in presenza di un campo elettrico: gli elettroni primari accelerati dal campo hanno molteplici collisioni anelastiche con le molecole del gas, producendo nuovi ioni ed elettroni che sono indirizzati agli elettrodi di polarità opposta.

Gli ioni positivi per la loro grande massa e bassa velocità non possono ionizzare altre molecole, tuttavia colpendo il catodo insieme ai fotoni e alle particelle neutre che eventualmente vi arrivano costituiscono uno dei meccanismi di emissione di elettroni. Questo campo è alterato dall'esistenza di una carica spaziale positiva vicino al catodo e negativa vicino all'anodo , che genera anche una componente radiale del campo elettrico.

Un altro processo di ionizzazione è quello provocato dai fotoni prodotti nella collisione di elettroni con molecole.

In genere si usano elettrodi piatti sufficentemente larghi; se invece gli elettrodi hanno forme differenti, per esempio se uno dei due è filiforme, allora vi sono notevoli differenze nella scarica, dipendendo dalla polarità applicata, se l'elettrodo filiforme è catodo o anodo. Non si osserva la luminosità dovuta alla ionizzazione del gas. Gli ioni sono attirati verso il catodo: alcuni di essi eventualemente proseguono in direzione della grata, la sorpassano e si dirigono verso il disco superiore.

Abbiamo anche applicato una differenza di potenziale di Volt tra grata e elettrodo superiore, osservando che questa corrente non viene alterata, purché la placca a cui arrivano gli ioni sia a potenziale minore rispetto alla grata.

Se invece si invertono i collegamenti, gli ioni vengono respinti e si ha una caduta di corrente notevole, risultato che è in linea con il segno positivo attribuito alla carica degli ioni.

Quando invece si usa la placca come catodo e l'elettrodo filiforme come anodo, si nota una luminescenza verdastra solo nelle pareti vicino al filo. Anche in questo caso tuttavia una parte degli ioni arriva alla grata e continua verso la placca superiore, dando luogo a una corrente minore di quella osservata nelle situazioni precedenti. Successivamente abbiamo utilizzato una fonte continua di alta tensione: questa volta abbiamo osservato una bella ionizzazione azzurro-violetta dovuta ad azoto dell'aria che certamente è entrata nel tubo?

Quando il filo è il catodo e la placca inferiore l'anodo, la scarica luminosa inizia a Volt; se invece si invertono le polarità, la luminosità inizia a Volt. Nei due casi si osserva una intensa corrente positiva tra grata e elettrodo superiore, già evidente prima di raggiungere la tensione ionizzante. Si ha un notevole miglioramento se si utilizza la grata come elettrodo, invece della placca inferiore: se il catodo è il filamento e l'anodo è la grata la luminosità è percepita verso i o Volt mentre se la grata è il catodo e il filamento è l'anodo la luminosità inizia a Volt.

Nella seconda esperienza gli elettroni hanno un minore potere ionizzante, tuttavia si ha un numero maggiore di collisioni ed è per questo che si vede la ionizzazione a un potenziale più basso. Quanto alla spiegazione del differente comportamento degli elettrodi, dipendente dalla loro forma, osserviamo che quando la punta è positiva anodo , vicino ad essa si ha un'intensa ionizzazione che attrae e rimuove gli elettroni mentre gli ioni positivi si avviano lentamente verso il catodo, quindi la nuvola di ioni positivi è come un prolungamento dell'anodo e il campo è rafforzato.

Se invece il filamento è negativo catodo , allora la carica spaziale di fronte ad esso riduce il campo all'anodo e occorre aumentare la tensione. La scarica luminosa si ha anche quando la tensione è tra grata e placca superiore, ed inizia verso i Volt. In questa configurazione abbiamo osservato iniziare una luminescenza verde attribuibile all'urto degli elettroni contro il vetro, quando la tensione era intorno ai Volt.

A differenza di altri strumenti abbiamo dato una dettagliata esposizione sia dei tubi sia di alcune prove eseguite perché riteniano che, a differenza degli altri strumenti, i tubi contenenti gas rarefatti costruiti quasi un secolo fa possono essere oggetto di ricerche sulla diffusione attraverso il vetro dei gas in funzione del tempo.

Nell' inventario interno destinato a materiale non ufficialmente in carico, al numero si legge: "tubo per raggi canale". Cenno storico Johann Heinrich Geissler Igelshieb, - Bonn, apprese l'arte di soffiare il vetro assai giovane. La difficoltà di ottenere un buon vuoto con le pompe a pistone allora in uso lo spinse fin dal a costruire una pompa a mercurio.

L'università di Bonn gli diede nel il titolo di dottore onorario. Crookes, F. Braun e J. Hittorf e il nostro A. Righi, tra gli altri, studiarono le scariche variando i gas e la loro rarefazione, notando gli effetti luminosi, le striscie, gli spazi scuri, gli effetti di fosforescenza, le traiettorie rettilinee delle particelle emesse e gli effetti meccanici sui corpi che ne venivano colpiti, la carica negativa evidenziata dall'azione di una calamita, gli effetti termici sui bersagli e sulle pareti, ecc.

Gli apparecchi presentati in questa scheda sono stati fabbricati da Franz Müller. II, pp. Townsend nella sua teoria del potenziale di scarica. Esse si presentano transitoriamente come fase iniziale durante l'accensione di tutte le altre forme di scarica; come fase stabile, principalmente nell'effetto corona e cioè a pressione elevata intorno a elettrodi di forte curvatura.

Il secondo tipo di scarica comprende, oltre a quelle scariche a pressione notevole, che si sviluppano quando la densità della corrente cresce oltre il valore che presenta nell'effetto corona pennacchio, scintilla , la scarica a bagliore, per cui è condizione essenziale l'esistenza di forti cariche spaziali che, deformando il campo, rendano possibile il formarsi del doppio strato di ionizzazione catodico, e l'arco, in cui sempre la densità di corrente è molto forte.

Si distinguono tre forme o fasi della scariea elettrica: la fase di Townsend, quella a bagliore e quella d'arco; la prima, del primo tipo, le due altre del secondo. Tutt'e tre possono sussistere, in condizioni opportune, stazionariamente in un gas.

Per precisare queste condizioni il Seeliger considera come variabili la densità j della corrente nel gas e la pressione p. Risulta allora, secondo l'esperienza, un diagramma del tipo indicato dalla fig. La stazionarietà del fenomeno è quindi legata anche a certe speciali condizioni, cui deve soddisfare il modo d'alimentazione.

Le curve mostrano come il gas abbia una resistenza elettrica variabile con l'intensità.

Inoltre le tre fasi si distinguono per l'ordine di grandezza di questa resistenza variabile, ch'è massimo per la fase di Tomsend fase più debole , minore per quella a bagliore, minimo per l'arco fase più forte. La caratteristica della fase di Townsend è preponderantemente crescente, quella della fase a bagliore, decrescente per un breve tratto iniziale regime subnormale , è parallela all'asse i nel tratto seguente regime normale , poi di nuovo crescente regime anomalo e decrescente solo alla fine.

La fase d'arco ha caratteristica essenzialmente decrescente. Le caratteristiche descritte in senso inverso, cioè facendo diminuire l'intensità della corrente, non ricoprono esattamente quelle ottenute procedendo nell'altro senso isteresi.

Gli stati corrispondenti ai tratti delle caratteristiche fortemente decrescenti sono per loro natura instabili. Si ha allora invece un processo discontinuo, in cui, nonostante la continuità dell'alimentazione, le due fasi prossime s'alternano periodicamente scariche discontinue. A pressione elevata si presenta come forma normale della scarica la fase di Townsend, finché non si raggiungano linea bb della fig.

Per distanze piccole subentra invece, subito, non appena sia raggiunto il potenziale di scarica, il fenomeno discontinuo della scintilla. Il diagramma della fig. La corrente di Townsend e la determinazione del potenziale di scarica.

Questo potenziale costituisce dunque il vero potenziale di scarica. La sua determinazione analitica è dovuta appunto al Townsend e si fonda sulla considerazione che all'inizio della scarica elettrica, quando nessuna corrente sensibile attraversa ancora il gas, le cariche spaziali possono riguardarsi come nulle e il campo esistente fra gli elettrodi come non diverso da quello elettrostatico. Scelta p.

Tratti di scarica per cui il prodotto pd è lo stesso si dicono simili. L'andamento di A quale funzione di pd è in tutti i gas del medesimo tipo, come lo mostra la fig. Carr ed E. Mentre per valori pd elevati la legge di dipendenza è praticamente lineare potenziale di scarica proporzionale sia alla pressione, sia alla distanza , per ciascuno dei gas si ha, per un valore caratteristico del prodotto pd, un minimo del potenziale di scarica.

Per l'aria esso è di 5,65 mm. Hg per mm. Per l'elio invece il minimo di A è, se il gas è purissimo, di soli volt, con un prodotto critico pd di 40 mm. Col crescere della distanza degli elettrodi, pur crescendo il potenziale di scarica A, il campo disruptivo diminuisce fortemente. Schumann Se gli elettrodi sono sfere o cilindri di raggio piccolo rispetto alla loro distanza, le cose cambiano notevolmente d'aspetto.

A parità di distanza e di pressione, il potenziale di scarica diminuisce col raggio di curvatura, ma d'altra parte cresce il campo disruptivo che si calcola ora, come valore massimo del gradiente, dalla differenza di potenziale nota e dalla distribuzione del campo data dalle leggi dell'elettrostatica. In funzione della distanza degli elettrodi, il campo disruptivo diminuisce inoltre, col crescere di questa, fino a un minimo, ma torna poi a crescere per avvicinarsi a un limite oltre il quale esso diventa indipendente dalla distanza.

Per tutti questi e per varî altri casi lo Schumann ha raccolto dati precisi e calcolato i campi disruptivi, soddisfacendo specialmente ai bisogni dell'elettrotecnica. Se i potenziali di scarica hanno da servire, come spesso avviene, per la misura di differenze di potenziale, i dati relativi devono riferirsi naturalmente a sfere di determinato raggio.

Alcuni valori sono raccolti nella seguente tabella, che dà i potenziali di scarica in kV per due sfere eguali campo asimmetrico nell'aria a mm. Tensioni dell'ordine di kV si misurano opportunamente con sfere di 37,5 cm. Il fatto che il campo disruptivo taluni parlano di rigidità dielettrica non muti più, oltre un certo valore della distanza degli elettrodi, dimostra che il processo di ionizzazione si svolge, quando gli elettrodi sono fortemente curvi, soltanto in uno spazio limitato in vicinanza degli stessi, dove il campo è più intenso.

Nel rimanente intervallo si ha solo una corrente di trasporto convettivo. Fra punta e piano è sempre la punta che funge, per la medesima ragione, da elettrodo di scarica. Lo spazio di scarica intorno all'elettrodo attivo crescerà evidentemente col diminuire della sua curvatura. La scarica di punte è usata a scopo scientifico nel conta-elettroni di H. Geiger fig. Tra questa e il cilindro si stabilisce una conveniente differenza di potenziale qualche migliaio di volt , di poco inferiore a quella necessaria al passaggio della scarica.

Gli arrivi successivi possono essere quindi contati, se il semplicissimo strumento è collegato con un elettrometro o un galvanometro, che indichi il passaggio della scarica.

L'effetto corona, il fenomeno luminoso che si osserva sui fili delle condutture d'alta tensione, appartiene pure alla specie di scarica che ora abbiamo considerato. Nell'effetto corona mancano quasi del tutto fenomeni di polarità; il campo, per cui si produce l'effetto, è lo stesso per i fili di opposto segno. Le condizioni di Townsend diventano in questo caso condizioni di Schumann ; e i due integrali sono indipendenti dal senso dell'integrazione.

Per un campo omogeneo le due condizioni diventano La condizione che l'integrale debba avere un certo valore, significa semplicemente che, per l'adescamento della scarica, è necessario che lungo il percorso dal catodo all'anodo ciascun elettrone produca un numero determinato di paia di ioni. Si deve ammettere che si verifichi questo ultimo caso nel pennacchio e nella scintilla, dove per la forte densità di corrente deve subentrare, subito dopo l'inizio della scarica, l'influenza delle cariche spaziali.

Questo fenomeno si manifesta del pari nelle scariche lambenti le superficie dei dielettrici. Per la determinazione del campo disruptivo fra elettrodi variamente conformati sfere, cilindri, ecc. Pochettino e G. La natura del materiale di cui è costituito il catodo, come pure lo stato della superficie di questo elettrodo E. Dubois cominciano inoltre a influire fortemente sulla scarica elettrica, quando il gas è rarefatto.

L'estrazione di elettroni dal catodo per parte degli ioni positivi si afferma in questo caso come un fenomeno di essenziale importanza per la scarica elettrica.

E in queste condizioni si manifesta la scarica a bagliore.

Nozioni di Fisica per le scuole secondarie Vol. II: testo - IntraText CT

La scarica a bagliore. Questa funzione ha nel neon, secondo determinazioni di F. Penning, per ioni di volt, il valore o,,6, per ioni di volt il valore 0,,14, per ioni di 0 volt il valore limite di 0, L'influenza fondamentale delle cariche spaziali nella scarica a bagliore si rivela nella distribuzione particolare dei caratteristici strati luminosi, già descritti e in quella del potenziale lungo l'asse del tubo da scarica.

OA rappresenta uno spazio oscuro molto stretto spazio oscuro di Aston , che in certi gas elio, neon e idrogeno si è osservato al limite fra il catodo e la prima luce negativa ILN rossa nell'elio, rosa nell'aria, gialla nel neon.

OC è lo spazio oscuro catodico, oscuro più che altro per contrasto, ma non privo del tutto di luminosità violetto nell'aria, verde smeraldo nell'elio, rosso cupo nel neon. FB rappresenta il fronte catodico del bagliore, che del pari si stacca nettamente dalla regione oscura vicina soltanto per un effetto fisiologico. Infatti l'esame spettroscopico rivela, per ogni singola radiazione emessa, un distacco molto meno marcato e per di più un'estensione diversa dello spazio oscuro; sicché il fronte catodico del bagliore presenta una sua particolare struttura fine, in quanto si constatano delle radiazioni di eccitazione tanto minore quanto più si procede verso l'interno del bagliore.

Il bagliore B, che si estende verso lo spazio oscuro di Faraday OF non ha invece dalla parte anodica un fronte marcato.

La luce sfuma nello spazio oscuro gradualmente. Le cosiddette aureole sono dovute alla diversa lunghezza che ha il bagliore per le varie radiazioni luminose emesse. Il bagliore è azzurro nell'aria e nell'azoto, bianco giallastro nell'ossigeno, rosa azzurrognolo nell'idrogeno, verde pallido nell'elio, rosso aranciato nel neon.

Queste colorazioni variano molto del resto con la purezza del gas e con la natura delle impurità. La luce anodica LP costituisce in generale una pellicola luminosa poco estesa che riveste la superficie dell'elettrodo, separata solo talvolta da esso da uno spazio oscuro sottilissimo.

Nel neon essa forma in certi casi una mezza sferula. La luce positiva è rossa nell'aria e nell'azoto, quasi bianca nell'idrogeno, gialla o rossa sferula nel neon. Diremo più innanzi della colonna positiva, che, pur essendone il fenomeno luminoso più appariscente, non è affatto una regione essenziale nella scarica a bagliore. L'importanza invece fondamentale delle regioni catodiche si prova facilmente con un tubo da scarica, che abbia gli elettrodi mobili.

Spostando il catodo verso l'anodo fig.

La colonna positiva, all'opposto, rientra nell'anodo in modo da distare sempre ugualmente col suo fronte catodico dall'elettrodo negativo. Spostando l'anodo fig. Le due luci negative sono interdipendenti, come lo richiede anche la teoria; l'esistenza dell'una è condizione necessaria per l'esistenza dell'altra.

Lo si prova facilmente interponendo fra la prima luce negativa e il bagliore un piccolo schermo. Esso impedisce la formazione di ambedue le luci nella zona corrispondente all'estensione dell'ostacolo. Inoltre le luci negative si sviluppano sempre parallelamente alla superficie del catodo, sicché il fronte catodico del bagliore riproduce la forma del catodo, qualunque essa sia. Che la posizione dell'anodo non abbia influenza, lo si prova con un catodo girevole.

Ionizzazione dei gas

Le luci negative seguono il moto del catodo, rimanendo sempre a esso parallele. Si ha, come si vede, in immediata vicinanza del catodo, una caduta di potenziale fortissima, caduta di potenziale catodica. La caduta anodica è molto minore.

Si vede inoltre come la scarica a bagliore deformi il campo in modo notevolissimo. Forti cariche spaziali positive debbbono sussistere davanti al catodo, in modo da intensificare fortemente il campo nelle sue immediate vicinanze e indebolire invece il campo nel rimanente dello spazio percorso dalla scarica.

Per la stessa ragione devono presentarsi cariche spaziali negative, sebbene con densità minore, davanti all'anodo, per produrre la caduta di potenziale anodica. Gli elettroni che arrivano all'anodo determinano naturalmente il formarsi di questa carica spaziaie, come la prevalenza di ioni positivi lenti intorno al fronte catodico del bagliore, dove più intensa è la ionizzazione per urto da parte degli elettroni sorgente dei raggi canali , forma la carica spaziale positiva davanti al catodo.

La caduta catodica in regime normale della scarica a bagliore è una quantità fissa, che non dipende se non dalla natura chimica dell'elettrodo e del gas, ma è indipendente dalla pressione e dall'intensità della corrente. L'uso di catodi incandescenti è per questo frequentissimo tubi Coolidge per raggi X: v.

Oltre alla caduta catodica è costante, in regime normale, anche la densità della corrente al catodo. Il bagliore ricopre cioè il catodo soltanto per una parte proporzionale all'intensità della corrente che passa Legge di Hehl-Wilson. Questa legge vale anche quando la corrente varia con rapidità non troppo grande e ha condotto a un'applicazione per l'esame delle correnti variabili di piccola frequenza: l'oscillografo a bagliore E.

Gehrcke, E. Ruhmer ; un tubo da scarica con elettrodi filiformi, l'uno dei quali, a seconda del senso della corrente, si ricopre di una guaina luminosa di lunghezza proporzionale all'intensità.

Scariche elettriche in gas rarefatti

Si osserva l'immagine in uno specchio rotante. La costante a è dell'ordine di qualche decimo nel neon di qualche centesimo , la b varia da 1 a 2, se si misura la densità in Milliampère per cm2. Si tratta, come ordine di grandezza, sempre di densità di decimi di Milliamp. La densità normale cresce con il raggio di curvatura del catodo. La lunghezza dello spazio oscuro catodico è anch'essa, in regime normale, praticamente indipendente dall'intensità di corrente.

Güntherschulze dà per la costante i seguenti valori: Per l'idrogeno si ha, secondo questa tabella, una lunghezza dello spazio oscuro in liberi cammini medî degli ioni li e degli elettroni le : 2,6 le e rispettivamente 14,4 li su catodo d'Al; e 3,3 le e rispettivamente 18,6 li su catodo di Fe. Condizioni di regime anomalo subentrano per la scarica a bagliore soltanto quando l'intensità cresce tanto che il bagliore ricopra tutto il catodo.

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Allora la densità di corrente cresce oltre il suo valore normale e lo stesso avviene della caduta catodica, che segue per forti intensità di corrente la legge di W. Aston: La lunghezza dello spazio oscuro catodico diminuisce in corrispondenza di questo aumento della caduta catodica. Nel caso opposto invece, quando l'intensità diventa tanto piccola che solo una minima porzione del catodo risulta ancora ricoperta dal bagliore, si ha una diminuzione della densità della corrente catodica sotto il valore normale, un aumento della caduta catodica e un allargamento dello spazio oscuro regime subnormale A.

In condizioni analoghe si osserva nel neon che il bagliore si fonde con lo spazio oscuro formando una luminosità finemente stratificata parallelamente all'elettrodo strati negativi, G. Holst e E.

Oosterhuis, F. La scarica a bagliore comincia in queste condizioni subnormali a degenerare nella corrente di Townsend; le cariche spaziali diminuiscono d'importanza. I tre rami della caratteristica statica della scarica a bagliore fig. Naturalmente anche le altre regioni luminose od oscure della scarica variano con l'intensità della corrente e con la pressione; s'espandono, in particolare, col diminuire di quest'ultima.

La luce anodica sembra seguire una legge analoga a quella di N. La caduta anodica normale s'identifica col potenziale di ionizzazione del gas e tende, per forti intensità di corrente, diventando anomala, al minimo valore del potenziale d'eccitazione. Al catodo, per forti intensità di corrente si manifesta, in modo molto sensibile, la polverizzazione catodica, il distacco cioè di atomi neutri dal metallo sotto l'urto degli ioni positivi: una specie di evaporazione, per cui questi atomi, mricandosi successivamente, vengono respinti verso l'anodo e verso le pareti, che rivestono d'uno specchio del metallo polverizzato.

Mancando la colonna positiva recipienti larghi il corpo della scarica rimane oscuro ed è percorso da una pura corrente convettiva di trasporto. Il gradiente di potenziale è costante. Si ha, sulla lunghezza l A.

Inoltre si ha per effetto delle cariche spaziali positive un gradiente radiale verso le pareti, le quali possono presentare una differenza di potenziale di pareechi volt rispetto all'asse. Il gradiente radiale è dovuto alla distribuzione delle cariche spaziali positive con simmetria cilindrica intorno all'asse del tubo.

A forte intensità di corrente arco, arco a vapori di mercurio la colonna positiva si contrae verso l'asse. Il colore è rosso nell'azoto, rosa nell'idrogeno, violetto-rosa nell'elio, rosso sangue nel neon. Se con questo si trovano tracce di vapori di Hg, è la luce del mercurio che si eccita, perché il potenziale di ionizzazione del mercurio è, come si è visto, molto minore di quello del neon.

La colonna è in questo caso violetta. La colonna positiva in tubi capillari è utilizzata per la sua intensità luminosa nei tubi di J. Plücker, che servono per l'analisi spettroscopica. La colonna positiva presenta radiazioni di livello d'eccitazione minore che non il bagliore.

Alcune esperienze relative alla scarica nei gas rarefatti

Al suo fronte catodico la struttura fine segue una regola opposta a quella del fronte del bagliore. La colonna positiva è deviata da un campo magnetico; oltre che direttamente, lo si dimostra molto bene con l'esperienza seguente. Il catodo fig. Lungo lo stesso asse, ma a notevole distanza dall'estremità dell'espansione polare, si trova l'anodo.

Azioni varie del campo magnetico sulla scarica a bagliore sono state inoltre osservate da A. Righi, T. Collodi, R. Holm, ecc. Il riscaldamento produce pure fenomeni diversi P. Cardani, L. Amaduzzi, ecc. Una delle più interessanti manifestazioni della scarica a bagliore è la colonna positiva stratificata. In quest'ultimo due specie diverse e cioè strati azzurri di piccolo spessore e ampî strati rossi. Inoltre spesso si osserva la suddivisione di ciascun strato in due, formanti uno strato doppio.

Negli altri gas sembra preponderante l'azione delle impurità sulla formazione degli strati, tanto che in gas purissimi essi si possono difficilmente produrre. A ogni modo la formazione degli strati è limitata a determinati intervalli della pressione e dell'intensità di corrente, intervalli che dipendono dalle dimensioni trasversali del tubo. Inoltre la forma degli strati è varia.

Ogni strato è a ogni modo ben limitato nella parte rivolta verso il catodo, che è convessa. Lo strato va sfumando invece verso la parte anodica, nello spazio oscuro che precede il successivo. Varî aspetti delle stratificazioni sono riprodotti nella fig. Vale in generale per lo spessore l degli strati la legge di E. Goldstein: con la costante è 0,53 per gli strati azzurri dell'idrogeno, e 0,32 per l'azoto.