Описание ртутной лампы

В лампе, наполненной аргоном до давления в несколько мм рт. ст., имеется некоторое количество ртути, которая во время работы полностью испаряется и дает нужное для данной лампы давление паров ртути. Аргон введен в лампу для начального зажигания разряда. Потенциал зажигания аргона в присутствии ртутного пара снижается, и лампа в нормальных условиях легко зажигается при включении ее в цепь переменного тока. В момент зажигания дугового разряда через ртутную лампу идет ток силой в несколько ампер (8–9 А), а электроды накаляются и становятся источниками электронов, питающих разряд. Температура ртутной лампы повышается, давление паров ртути увеличивается, напряжение на лампе начинает расти, ток падает и свечение, заполняющее сначала все пространство лампы, стягивается в яркий шнур шириной от 2 до 4 мм, идущий по оси трубки.

Рабочий ток через лампу не должен превышать 3,5 А. Если лампа не загорелась сразу после включения напряжения, то нажимают несколько раз ключ лампы. Повторное включение лампы возможно только после того, как она охладится и давление паров ртути понизится настолько, что напряжение разряда станет ниже напряжения цепи, питающей лампу. Для этого обычно требуется не более 15 минут.

В целях предохранения окружающих от ожогов и от действия на глаза ультрафиолетового излучения лампу помещают в специальный кожух. Если окно кожуха не снабжено защитным стеклом, то работающему необходимо надевать очки. Длины волн некоторых линий спектра ртути приведены в таблице 4.

Таблица 4

Длины волн некоторых линий спектра ртути

Цвет	Длина волны, нм	Цвет	Длина волны, нм	Цвет	Длина волны, нм
Красный	730	Желтый	579	Синий	435
Красный	623,4	Желтый	576,9	Фиолетовый	407,7
Красный	618,8	Зеленый	546	Фиолетовый	404,7
Оранжевый	607	Голубой	491,6

Упражнение 1. Подготовка прибора к измерениям и градуировка его шкалы в длинах волн.

Коллиматор прибора устанавливают на бесконечность. Для этого выдвигают патрубок со щелью до совпадения соответствующей кольцевой метки на патрубке с обрезом конца основной трубы коллиматора. Ширину щели устанавливают около 0,5 мм. Помещают перед входной щелью коллиматора окно ртутной лампы так, чтобы свет разряда в ней освещал щель прибора. Наблюдают в зрительную трубу спектроскопа спектр ртутной лампы и фокусируют линии этого спектра перемещением окуляра трубы. При этом зрительная труба оказывается сфокусированной на бесконечность для каждой спектральной линии.

Регулируя освещение шкалы щели N и передвигая шкалу вдоль оси трубы С, добиваются того, чтобы деления и цифры шкалы были также видны через трубу. Подсветка шкалы осуществляется от какого-либо вспомогательного источника белого света (лампы накаливания).

Сужая до предела надежной видимости входную щель коллиматора, наблюдают расположение спектральных линий ртути по шкале спектроскопа. Записывают положение наиболее ярких спектральных линий ртути (отмеченных в табл. 6). Шкала должна быть так расположена в окуляре трубы, чтобы на ней укладывались все линии видимой части спектра ртути. Если красная или синяя части спектра не умещаются на шкале, то регулируют положение установочными винтами mm (Рис 4.1). По окончании этих измерений строят градуировочный график прибора, откладывая по оси абсцисс деления шкалы прибора, а по оси ординат длины волн, соответствующие наблюдаемым линиям.

Упражнение 2. Изучение спектра неоновой лампы.

Неоновая лампа представляет собой лампу тлеющего разряда, в которой используется свечение, сосредоточенное в основном в пространстве между электродами, имеющими форму двух полудисков. Помещают перед входной щелью коллиматора включенную неоновую лампу, чтобы свет разряда в ней освещал щель коллиматора. Наблюдают в зрительную трубу спектр неоновой лампы. Отсчитывают и записывают положение наиболее ярких спектральных линий неона на шкале спектроскопа.

Пользуясь градуировочным графиком шкалы спектроскопа и данными о положении на ней спектральных линий исследуемого спектра неона, составляют таблицу 5 значений длин волн основных спектральных линий неона.

Таблица 5

Цвет линии в спектре неона	Показания на шкале спектроскопа	Длина волны по градуировочному графику

Полученные значения длин волн сравнивают с табличными (Табл. 6).

Таблица 6