Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ.docx
Скачиваний:
0
Добавлен:
22.09.2019
Размер:
981.42 Кб
Скачать

Ртутные дуговые лампы

Они известны уже более 70 лет. Эти источники света излучают в широком оптическом диапазоне, включающем УФ, видимое и ИК-излучение. Излучение генерирует светящийся дуговой разряд, возникающий при прохождении тока в газовой среде, заполненной парами ртути или парами ртути в смеси с другими веществами и инертными газами, а также плазмой. Носителями тока в газовом разряде являются электроны и катионы, возникающие при соударении электронов с атомами, движущимися в электрическом поле межэлектродного пространства. В результате таких соударений активация атомов газовой среды, то есть перевод части атомов в возбужденное состояние при котором внешние (валентные) электроны переходят на более энергоемкие электронные орбитали. Время жизни возбужденных атомов очень небольшое, поэтому они очень быстро возвращаются в основное состояние, излучая избыточную энергию в виде квантов света, то есть имеет место люминесценция. При этом происходит превращение электрической энергии в световую.

Так как величина энергии электронных переходов строго детерминирована (квантована) и определяется природой атомов, то и излучение энергии возбужденными атомами происходит в определенном энергетическом диапазоне - спектре. Характер спектра излучения может быть различным: полосатым (линейчатым) или сплошным (непрерывным). Каждой линии в спектре соответствует электронный переход, а при очень большом их количестве все линии сливаются в континуум, образуя непрерывный спектр. Интенсивность полос в спектре зависит от вероятности осуществления тех или иных переходов. Для возбужденных атомов ртути характерным является линейчатый спектр. При этом две линии, соответствующие длинам волн 185 и 253,7 нм, являются наиболее интенсивными. Они называются резонансными линиями излучения и соответствуют переходам из нижних возбужденных состояний в основное невозбужденное состояние. Кроме них в спектре ртутного дугового разряда имеется ряд линий, которые при высоком давлении паров ртути расширяются и могут сливаться в непрерывный спектр.

Для возникновения ртутного разряда к электродам прикладывают электрическое напряжение, величина которого зависит от конструкционных характеристик лампы (материала электродов, расстояния между ними, диаметра лампы), природы и давления газового заполнения и прочих факторов. После подачи напряжения на электроды в лампах высокого давления происходят последовательно следующие процессы:

• пробой газоразрядного промежутка;

• нагрев электродов;

• разгорание дугового разряда и увеличение давления ртутных паров;

• установление стационарного режима работы.

Движение заряженных частиц в электрическом поле имеет направленный характер. Скорость движения частиц различна, зависит от их природы(электроны, ионы, атомы) и может быть охарактеризована соответствующей температурой. Для облегчения зажигания ламп иногда устанавливают специальные зажигающие электроды, которые, впрочем, снижают механическую прочность ламп и удорожают их стоимость. Время, в течение которого лампа полностью разгорается и выходит на стационарный р ежим работы, составляет 5 – 15 минут, что показано на рис. 1.

В зависимости от величины давления паров различают три типа ртутно-дуговых ламп:

  • низкого давления (давление паров ртути 0,01 до 1 мм рт. ст. или от 1,33 до 133 Па)

  • среднего давления (от 1 до 3атм. или до 3х105 Па)

  • высокого давления (до нескольких десятков атм. Или от 3х155 до 107 Па)

Встречается также следующая классификация: лампы низкого давления, высокого и сверхвысокого давления. Каждый тип ртутных ламп имеет характерный спектр излучения: лампы низкого давления излучают линейчатый спектр, большая часть энергии которого излучается в области резонансных полос; лампы среднего и особенно высокого давления наряду с линейчатым содержат непрерывный спектр, который расширяется и смещается с увеличением давления паров ртути в видимую область (см. таблицу).

Распределение энергии в спектрах излучения ртутных дуговых ламп

Длина волны, нм

Наименование диапазона

Относительная энергия излучения (%) для:

низкого давления

среднего давления

высокого давления

полосы

диапазона

полосы

диапазона

полосы

диапазона

185

УФ-С

 6.71

 -

 -

 -

 -

 

230

-

83.07

0.83

16.42

-

 4.35

236

 

-

 0.66

-

 

238

-

0.52

-

 

240

 

-

 

0.63

 

-

 

248

0.05

1.42

4.35

 

275

 

0.04

 

0.57

 

-

 

280

УФ-В

0.05

 2.80

1.97

21.5

-

26.67

289

 

0.11

 

0.86

 

1.46

 

297

0.32

2.52

3.90

 

313

 

2.07

 

10.78

 

10.55

 

334

УФ-А

0.12

1.78

1.42

19.39

3.08

21.18

365

 

1.66 

 

17.97

 

15.50

 

373

-

-

2.60

 

405

Видимый свет

2.24

12.36

6.28

42.65

9.96

47.80

408

0.12

0.95

-

 

436

 

5.80

 

11.5

 

11.38

 

605

 

-

 

-

 

1.13

 

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.