氣體放電分為自持放電和非自持放電。非自持放電是指存在外電離原因的條件下才能維持的放電現象。自持放電是指沒有外電離因素，放電現象能夠在導電電場的支援下自主維持下去的放電過程。氣體從非自持放電到自持放電的過度現象，成為氣體的擊穿。氣體發生這種放電方式轉化的電場強度稱為擊穿場強，相應的放電電壓稱為擊穿電壓。
實驗中通過在不同氣壓，調節電壓觀察和記錄發生擊穿時刻的擊穿電壓，並通過以觀察電壓乘電極板距離為橫座標軸，擊穿電壓為縱座標軸的xy散點圖，驗證湯森放電理論和帕邢定律。得出兩個放電電極間的電壓增加時，放電電流隨之增加，當電壓增至一定值時，放電電流突然增加，放電轉變為自持放電，氣體發生擊穿，並且所需電壓先減小後增大，存在擊穿電壓為最小值的最佳擊穿條件。
一 實驗目的與原理 ：
1目的：
研究低壓氣體的實驗和維持方法，了解氣壓的測量原理。
了解電子碰撞引起的雪崩電離的原理，掌握和識別微觀現象的實驗方法；認識低壓氣體直流擊穿現象，了解雪崩電離與擊穿的聯絡。
學習從實驗現象的理性分析得到理論普遍性規律的一般認識過程。
2原理：
帕邢曲線：帕邢曲線是根據帕邢定律的函式表示式所繪製的曲線,表達的物理意義為：擊穿電壓u（千伏）是電極距離d（厘公尺）和氣壓p（託）乘積的函式。帕邢定律是表徵均勻電場氣體間隙擊穿電壓、間隙距離和氣壓間關係的定律.2023年由f.帕邢根據平行平板電極的間隙擊穿試驗結果得出。
帕邢定律的公式為：u=bpd/ln[apd/ln(1+1/γ)]
如前所述，兩個放電電極間的電壓增加時，放電電流隨之增加，當電壓增至一定值時，放電電流突然增加，放電轉變為自持放電，氣體發生擊穿．氣體發生擊穿的臨界電壓稱為氣體擊穿電壓。
1889 年paschen 研究了低氣壓放電的擊穿現象，發現低氣壓氣體在平行板電極條件下，其擊穿電壓vs 是氣壓和電極間隙之積pd 的函式，並找到了擊穿電壓的最小值，這一擊穿電壓與間距和氣壓乘積的函式關係稱為帕邢律。實驗發現：擊穿電壓與pd 的函式在一定區間內是線性關係，但在另外一些區間是非線性的；並且在特定的pd 值時，擊穿電壓有極小值；對於所有的氣體，在低氣壓範圍內，其擊穿電壓與pd 值的函式曲線具有相似性。
1實驗觀測內容
實驗條件：間隙保持不變 。
測量內容：①從10pa遞增至100pa範圍內，每個5pa測一次間隙擊穿電壓； ②再直接把氣壓調回10pa，從10pa遞減至4pa，每隔2pa測一次間隙擊穿電壓； 要求：每個擊穿電壓值反覆測3次，取平均值。
2物理量測量方法和要求：
方法為觀察數字表讀數，在發生跳變的時候記錄跳變前的電壓值。要求第乙個測量氣壓10pa以上, 不要低於10pa。接近擊穿時, 電壓調節要緩慢.調節氣壓。每次測量前，要等待氣壓穩定。每次測量讀數結束, 立刻將電壓降低至50v以下，防止持續放電導致過熱。不要觸控電極和放電管。接近最佳擊穿條件時, 氣壓改變值要變小。
步驟：（1）測量兩電極之間間距.
（2）檢查放電管與電源電極之間的連線是否可靠；電源調壓旋扭是否最小位置；氣體流量調節旋扭是否最小位置．
（3）開啟電源開關；開啟迴圈水幫浦，檢查迴圈水是否正常 （4）開啟真空計開關．
（5）開啟機械幫浦，抽真空至2-3pa，大約需要15 分鐘． （6）調節減壓閥，使得流量計前氣壓在0-1 大氣壓之間． （7）調節流量計的通氣流量，至放電管內氣壓為20pa． （8）試驗儀的功能選擇開關調至《擊穿電壓》測量檔
（9）調節電源的電壓輸出，可以快速調至250v，然後在緩慢調節電壓，直至氣體發生擊穿現象．讀取擊穿時的電壓．記錄氣壓和電壓的數值．把電壓降至100v． 注意：增加電壓的過程中，時刻觀察電壓表和指示二極體管壓降的指示．每個氣壓條件下， 至少要重複3 次測量，直到測得比較穩定的擊穿電壓。不同測量回合得到的擊穿電壓變化小於5%為宜。
（10）增加氣體流量，使氣壓公升高至30pa, 重複（9）的測量
（11）依次增加氣體流量，每次增加10pa，重複（9）．直至氣壓達到120 帕． （12）減小氣壓至18pa，重複（8）．
（13）依次減小氣壓，每隔2 帕，重複測量，直至5 帕。
（14）實驗完畢後，調節氣體流量控制旋鈕至最小位置，調節電壓至最小值，依次關閉電壓、機械幫浦、冷卻水，電源開關.
資料：
由資料繪製氦氣帕邢曲線：
1結論：
該圖大致符合帕邢曲線。由圖得，最小擊穿電壓在282v左右，臨界氣壓為20pa。 當極板間隙一定時，氣壓在某個值的左右擊穿電壓是呈現先減小後增大的趨勢，所以存在最適合的最低擊穿電壓。理論上左邊是曲線，右邊基本上是線性關係，但由於本實驗的誤差等關係，結果是如圖的擊穿特性，除了兩點外基本符合理論帕邢曲線。
2討論簡述判斷擊穿的方法：觀察二極體量測電壓值，在到達擊穿電壓時會發生突變，突變前的電壓值就是擊穿電壓.
提高精確的方法：實驗中發現，當調節電壓過快時，最小擊穿電壓會變化很大，所以建議要先大致找一遍位置，第二次到達擊穿電壓前面時應該慢點調；另外實驗過程中，調節氣壓之後會有些許變化，可以在穩定一段時間後再進行實驗。
3體會首先這個實驗需要很大的耐心和嚴謹，開關都是有順序的，然後調節氣壓的時候，靈敏度很高，需要耐心的慢慢來，記錄擊穿電壓的時候也是，得細心的看好跳變的時刻，才能記錄下正確的結果。
老師講解十分細緻，耐心，從生活的燈管和霓虹燈插入話題，帶起了我的興趣，對實驗原理很是好奇，在做實驗的時候看到自己的試驗管亮起來的時候也感覺很漂亮。此次實驗雖然是重複的調節與測量，但是也有好多需要注意的細節，比方實驗資料所取值應為下降前的電壓值，每次測量後要調低電壓，防止溫度過高燒壞器件。
總而言之，在學得知識的同時，也培養了嚴謹耐心的精神。