Іі. Опис приладів і методика вимірювання

Установка для вивчення режиму газового розряду у ртутно-кварцовій лампі складається з ртутно-кварцового настільного опромінювача ОКН-11, що призначений для проведення загального і місцевого опромінення в фізіотерапевтичних кабінетах, амперметра і вольтметра. Схема установки показана на рис.2. Конденсатор С підключений паралельно до ртутно-кварцової лампи Л через пускову кнопку К. Розряд конденсатора полегшує запалювання лампи. Під час газового розряду при напругах, за яких можлива внутрішня іонізація газу, мала зміна напруги може викликали велику зміну сили струму (рис.1, ділянка сd). Такі великі зміни струму можуть призвести до виходу лампи з ладу. Тому до лампи послідовно під’єднують котушку з індуктивністю L. За законом Фарадея електрорушійна сила самоіндукції у котушці протидіє різким змінам сили струму в колі і, у підсумку, підтримує сумарний струм незмінним.

При прикладанні напруги до електродів ртутно-кварцової трубки через наявність у ній поодиноких іонів та електронів виникає тліючий розряд. Унаслідок бомбардування іонами та електронами електродів вони нагріваються, і з їх поверхні починають вилітати електрони ‑ виникає явище електронної емісії. Лампа нагрівається, і ртуть, що в ній міститься, переходить з рідкого стану у газоподібний. Тиск ртутних парів зростає до необхідної межі і через це виникає дуговий розряд. Це робочий режим лампи, за якого її випромінювання має лінійчастий спектр в ультрафіолетовій області (максимум довжини хвилі  = 365 нм), а також в синьо-фіолетовій частині видимого спектра. Ультрафіолетовим називають електромагнітне випромінювання, яке займає спектральну область на шкалі електромагнітних хвиль від  = 10 нм (довгохвильова межа рентгенівських хвиль)  = 400 нм (довжина хвилі фіолетового світла).

Застосування ультрафіолетового випромінювання пов’язане зі специфічним біологічним впливом на швидкість фотохімічних реакцій. Зокрема, область  = 315‑400 нм відіграє важливу роль у створенні пігменту, який надає коричневого забарвлення шкірі.

У медицині використовують ртутну лампу низького тиску переважно бактерицидної дії, яка має лінійчастий спектр випромінювання в ультрафіолетовій області з максимумом  = 253,7 нм. Світло, створене такими лампами, використовують для дезінфекції операційних, інфекційних відділень лікарень, а також у місцях великого скупчення людей і тварин.

Ііі. Завдання

1. Вивчити схему вмикання ртутно-кварцової лампи.

2. Дослідити режими газового розряду у ртутно-кварцовій лампі.

IV. Хід роботи

1. Зібрати установку за схемою на рис.2. Рефлектор лампи спрямувати в протилежний бік від себе і до підлоги, щоб уникнути опромінення.

2. Увімкнути установку в мережу зі змінною напругою 220 В. Якщо лампа не засвічується, декілька разів натиснути на кнопку пуску К.

3. Протягом перших двох хвилин роботи лампи реєструвати покази вольтметра та амперметра кожні 0,5 хв, протягом наступних 30 хв – кожні 2 хв.

4. Результати вимірювань записати у звітну табл. 1

5. Побудувати вольт-амперну характеристику лампи та графіки залежності від часу сили струму I = f(t) і напруги U = f(t).

6. Із графіків I = f(t) та U = f(t) визначити час t_н встановлення нормального режиму газового розряду у ртутно-кварцовій лампі (режиму, за якого U(t) та I(t) виходять на насичення).