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[拼音]：Tangsen lilun

[英文]：Townsend theory

解釋氣體放電機制的最早理論。由英國物理學家J.S.E.湯森於1903年提出。湯森在實驗中發現，當兩平板電極之間所加電壓增大到一定值時，極板間隙的氣體中出現連線兩個電極的放電通道，使原來絕緣的氣體變成電導很高的氣體，有放電電流通過，間隙被擊穿。湯森用氣體電離的概念解釋這一現象。他設想有n0個自由電子在電場作用下由陰極向陽極運動，只要電場足夠強，電子在與氣體分子碰撞時會引起後者電離，發展成電子崩。若每個電子在電場中移動單位距離時產生的電離次數為α(湯森電離係數)，則可推知n0個自由電子在由陰極向陽極運動中經過距離n後將增加到n0ead，而每個電子產生的正離子－電子對數為ead-1。正離子在電場作用下向陰極運動，設每個正離子撞擊陰極時引起的電子發射（稱二次電子發射）的概率為r，則n0個自由電子引起電離後產生的二次電子數為rn0(ead-1)。要使放電持續不斷，則需使rn0(ead-1)=n0或r(ead-1)=1，這就是湯森自持放電的條件，又稱湯森判別式。

對於不同間隙介質都有不同的臨界擊穿電場強度Ec（大氣中約30kV·cm-1）。間隙中的電場E低於Ec時，間隙不會擊穿。在湯森判別式中，電離係數α 隨外加電場強度E的增強而增大，因此電子的電離效應也加強。α 值必須足夠大才能產生足夠的電離次數及離子數，滿足自持放電條件使間隙被擊穿。實際過程比這要複雜一些，例如間隙中空間電荷的積累會引起電場畸變；陰極表面還存在光電發射和其他粒子轟擊陰極表面的過程；間隙氣體中還有光電離和電附著作用等。雖然自持放電包括的過程比較複雜，但判別式的形式仍是

其中rm為包括了各種陰極表面過程的二次電子發射概率，μ為氣體吸收係數。利用高速示波器可以測出放電發展過程中的電流變化。電流的週期性變化說明間隙中電離、陰極發射電子等一次次的迴圈。不滿足自持條件時的放電，電流逐步減為零，此時間隙中氣體未擊穿，仍保持絕緣狀態。湯森理論只適用於氣壓比較低、氣壓與極距的乘積(Pn)比較小的情況。