极性效应

极性效应（Polarity effect）是指在电火花加工时，相同材料两电极的被腐蚀量是不同的，其中一个电极比另一个电极的蚀除量大的这种现象。如果两电极材料不同，则极性效应更加明显。

总概念

极性效应

Polarity effect

概念二

由于高场强下电极极性不同，空间电荷的极性也不同，对放电发展的影响也就不同，这就造成了不同极性的高场强电极的电晕起始电压的不同以及间隙击穿电压的不同，称为极性效应。

例如，在棒——板构成的不均匀不对称电场中，正棒的电晕起始电压大于负棒的电晕起始电压；正棒的火花放电电压小于负棒的火花放电电压等。这是由于空间电荷影响的结果。

当棒具有正极性时，间隙中出现的电子向棒运动，进入强电场区，开始引起电离现象而形成电子崩，如图1-11a所示。随着电压的逐渐上升，到形成自持放电爆发电晕之前，在间隙中形成相当多的电子崩。当电子崩达到棒极后，其中的电子就进入棒极，而正离子仍留在空间，相对来说缓慢地向板极移动。于是在棒极附近，积累起正空间电荷，如图1-11b所示。

这样就减少了紧贴棒极附近的电场，而略微加强了外部空间电场。因此，棒极附近的电场被削弱，难以形成流注，这就使得放电难以得到自持。

当棒具有负极性时，阴极表面形成的电子立即进入强电场，形成电子崩，如图1-12a所示。当电子崩中的电子离开强电场区后，电子就不再能引起电离，而以越来越慢的速度向阳极运动。一部分电子直接消失于阳极，其余的可为氧原子吸附形成负离子。电子崩中的正离子逐渐向棒极运动而消失于棒极，但由于运动速度较慢，所以在棒极附近总是存在着正空间电荷。结果在棒极附近出现了比较集中的正空间电荷，而在其后则是非常分散的负空间电荷，如图1-12b所示。

负空间电荷由于浓度小，对外电场的影响不大，而正空间电荷将使电场畸变。棒极附近的电场得到增强，因而自持放电条件易于满足、易于转入流注而形成电晕放电。

图1-13是两种极性下棒——板间隙的电场分布图，其中曲线1为外电场分布，曲线2为经过空间电荷畸变以后的电场。

已通过实验证明，棒——板间隙中棒为正极性时电晕起始电压比负极性时略高。

而极性效应的另一个表现，就是间隙击穿电压的不同。随着电压升高，在紧贴棒极附近，形成流注，产生电晕；以后在不同极性下空间电荷对放电的进一步发展起的影响就和对电晕起始的影响相异了。

当棒具有正极性时，若电压足够高，则棒极附近形成流注。由于外电场的特点，流注等离子体头部具有正电荷。头部的正电荷减少了等离子体中的电场，而加强了其头部电场。流注头部前方电场得到加强，使得前方电场易于产生新的电子崩，其电子被吸引入流注头部的正电荷区内，加强并延长了流注通道，其尾部的正离子则构成了流注头部的正电荷。流注及其头部的正电荷使强电场区更向前移，好像将棒极向前延伸，于是促进了流注通道的进一步发展，流注通道的头部逐渐向阴极推进。

当棒具有负极性时，虽然在棒极附近容易形成流注，产生电晕，但此后流注向前发展却困难得多了。电压达到电晕起始电压后，紧贴棒极的强电场同时产生了大量的电子崩，汇入围绕棒极的正空间电荷。由于产生了许多电子崩，造成了扩散状分布的等离子体层，基于同样的原因，负极性下非自持放电造成的空间电荷也必将分数，这也有助于形成扩散状分布的等离子体层。这样的等离子体层起着类似增大了棒极曲率半径的作用，因此将使前沿电场受到削弱。继续升高电压时，在相当一段电压范围内，电离只是在棒极和等离子体层外沿之间的空间发展，使得等离子体层逐渐扩大和向前延伸。直到电压很高，使得等离子体层前方电场足够强后，才又将形成电子崩。电子崩的正电荷使得等离子体层向阳极推进。由于同时形成许多电子崩，通道头部也是呈扩散状的，通道前方电场被加强的程度也比正极性下要弱得多。

所以，负极性下，通道的发展要困难得多。因此负极性下的击穿电压应较正极性时略高。

概念三

一个转录单位中的一个无意突变能抑制转录单位中随后基因的转录。

根本原因

产生极性效应的根本原因在于：在加工时正极和负极表面分别受到电子和离子的轰击而受到瞬时高温热源的作用,它们都受到电腐蚀,但即使两电极材料相同,两个电极的蚀除量也不相同。如果两电极的材料不同,则极性效应更复杂。

通常认为放电时,电子奔向正极,由于电子质量小,加速度大,容易获得较高的运动速度;而正离子质量大,加速度小,短时间不易获得较高速度。所以当放电时间较短时,如小于30μs,电子传递给正极的能量大于正离子传递给阴极的能量,使正极蚀除量大于负极蚀除量,此时工件应接正极,工具电极应接负极,称为“正极性加工”或“正极性接法”。反之,当放电时间足够长时,如大于300μs,正离子被加速到较高的速度,加上它的质量大,轰击负极时的动能也大,使负极蚀除量大于正极蚀除量,此时工件应接负极,工具应接正极,称为“负极性加工”或“负极性接法”。这是因为随着脉冲宽度即放电时间的加长，质量和惯性较大的正离子也逐渐获得了加速，陆续地冲击负极表面上，因此，它对负极地冲击破坏作用要比电子对正极的冲击破坏作用大。

极性参数

极性效应表征的是有关分子的酸性或碱性。以下参数中的任何一个均可以给出极性效应以定量的量度。

(1)△Ms(酸性)或△Ms(碱性)

△Ms(酸性)是溶质(ROH)在CC14和醚溶液中测得的红外光谱中OH谱带最大值的相对位移，△Ms(碱性)是溶质(CH3OD)在苯中测得的红外光谱中OD谱带最大值的相对位移△Ms(酸性)或△Ms(碱性)的数据分别与质子给予体或质子接受体的分子的相对氢键键合能力相联系。氢键键合能力愈大，表示一种酸(如醇或酚)给予质子的能力愈大或一种碱(如醛、酮)接受质子的能力愈大。由于质子给予能力与质子接受能力表现出相反的趋势，因此△Ms(酸性)的增加值等于△Ms(碱性)的减小值。

一般来说，有机溶质的△Ms(酸性)增加，表示有关分子与膜的氢键键合能力增强，这种增强的结果就会减小膜与有机溶质间的排斥力。因此，随着△Ms(酸性)的增加，有机物的分离度减小。或者说，随着△Ms(碱性)的增加，有机溶质与膜的氢键键合能力减小，因此膜与有机溶质间的排斥力增大，有机物的分离度增加。但当△Ms(碱性)值超过随某一化合物的种类而异的值时，随着△Ms(碱性)的增加，溶质分离度的增加甚微。

(2)解离常数Ka或pKa (PK=－logKa )

解离常数是水溶液中具有一定离解度的溶质的的极性参数。离解常数给予分子的酸性或碱性以定量的量度，pKa减小，对于质子给予体来说，其酸性增加；对于质子接受体来说，其碱性增加。

对于酸性有机物来说，随着pKa的减小，一方面，有机溶质与膜的氢键键合能力增强，相当于溶质与膜间的吸引力增加，因而分离度下降；另一方面，它离解成为离子的倾向增加，相当于增强了该有机物与膜之间的静电斥力，从而分离度升高。上述两种作用的相伴相克，起主导作用的因素决定着分离度高低的走向。因此，对于酸性分子来说，酸性的大小和pKa共同影响着溶质分离度。与酸性有机物有所不同，对于碱性有机溶质来说，随着pKa的减小，有机溶质与膜间的静电斥力增加，去除率升高。

(3)Hammet数或Taft数

Hammet数σ是表示芳香族间位或对位取代基的极性常数，Taft数σ*是表示芳香族邻位化合物或脂肪族化合物中取代基的极性常数。σ和σ*两者定量表示取代基对有机分子的极性效应的影响；σ和σ*具有加和性；取代基的σ和σ*值愈低，它的电子收回能力(或质子给予能力)愈小。因此对一给定的官能团，σ和σ*值的降低相当于分子的酸性降低或碱性增加。

一般来说，无论是酸还是碱，有机溶质的分离度随着σ和σ*值的减小而增加。

极性突变效应

极性突变是指指一个基因上发生的突变可抑止距其操纵子内启动子较远一侧基因的表达。

无意义突变多数都显示极性效应，但一般在其该突变顺反子内的位置，距启动子愈近，对操纵子后面的极性效应也愈强。

极性突变效应指在多顺反子基因结构中，位于前面的结构基因发生无译突变（nonsense mutation），致使翻译终止，使多顺反子中突变位点下游的基因不表达的现象。

减极性效应

电火花加工时，相同材料两电极的被腐蚀量是不同的。其中一个电极比另一个电极的蚀除量大，这种现象叫做极性效应。如果两电极材料不同，则极性效应更加明显。

概念减极性效应编辑

一个转录单位中的一个无意突变能抑制转录单位中随后基因的转录

根本原因减极性效应编辑

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