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低壓汞燈中弧光放電基本特性

文章出處: 責任編輯:蜜桃在线免费观看儀器 發表時間:2014-05-08

 
 
 
 
波長2N毫微米的紫外線是由汞原子輻射出來的,在低氣壓汞燈牛,在電場作用T的電子與汞原於發生非彈性碰撞,結果電子把能量交給汞原子,汞原於最外層的68能S上的電子得到能量後,被激發到高能級,如圖2—4就是汞原於受激後的能級固。
在室溫狀態時,通常取汞原子最外層的68電子的能量為零,亦即取基態或常汞,如圖中4所示。原子受激後的能量均大於零;汞員外層的電子受激後,最容易被激發到的效率,可達60%。這是玻殼設計和充汞量計算的基礎。
 

低壓汞燈中弧光放電
 
在低氣壓汞蒸氣放電中,被同一電場加速的電子,由於在頻繁的碰撞中損失的能量不同,所以電子所具有的能量是備不相同的,它們的能量遵守麥克斯威分布律,即具有能量很大的電子數和具有能量很小的電子數,它們所占的比例都是很小的。在燈玻殼溫度為40℃、充氨氣壓強為1。3毛時,具有4.90V能量的電子數較多,因此低壓汞燈牛紫外線波長35微米輻肘效率。

低壓汞燈中弧光放電特性
 
 
圖2—暖汞蒸氣放電K柱區的功率平衡曲線。從曲線中清楚地看出:在低氣壓範國內[如。10噸毛)h子NS6E主要消耗於激發和電離,因此低壓汞燈的共振輻射效率是很高的。電子在從陰極向m極運動的過程中,它的能量損失分配如下:
①電離損失占1%左右,這是麥克斯威速度分布牛,具有高能量的(大於10.4eV)電子數很少,它與汞原於碰撞造成的損失是很小的,所以這部分損失所占的比例也就較小,僅占1%左右(不包括逐次電離)。
②波長2的毫微米的共振輻射占60楊。在低壓汞燈中,具有中等能量的電子數量多,因此當具有4.9eV的電子與汞原於碰撞時,汞原子吸收其能量後躍遷到6’P,能級,隨後汞原子便輻肘254毫微米的紫外線。
ƒ可見光輻射占2暢,包括奶4毫微米、朋5毫微米、N院微米以及577、570毫微米等,它們是由高能級之間的躍遷產生的,所以可見輻肘效率較低。
④彈性碰撞損失占37%,此時電子把能量交給汞原子或破克,使汞原子的動能增加。
    從以上的電子能量損失比例中看出,低壓汞蒸氣放電有以下幾個特點:
①低氣壓放電的產生主要是電子和汞原子N4F彈性碰撞造成的。目此低氣壓燈的光主要是原子的線狀光譜,所以光譜的連續bfB差。
②低氣壓燈內的氣體溫度很低,目電子與粒子的碰撞主要是非彈性碰撞,所以氣體溫度僅比破殼溫度高印、80℃而電子的溫度卻高達l如25度。
②低壓汞燈的放電電弧是發散的,這是由於氣體溫度低和正拉區的電子數量與K離子數量完全相等造成的。
氣體放電的全伏一安特性曲線如圖少嘶示。熱陰極低壓汞燈中的放電屬於弧光放電,由於熱陰極發肘電流密度大,所以在不大的陰極位降時,就能滿足放電電流的需要。因此弧光放電的特點是陰極位劇、(約10k左右),電流密度大,弧光放電的第:個特點是具有負的伏—2特性,如圖入7中H點以後的部分所示。弧光放電的管壓降隨燈電流的增加而下降,這種負的放電特性的燈6領有限流裝置才能穩定工作。

低壓汞燈中弧光放電放電光伏
 
 
當長度增加到一定時則254e微米輻射效率不再增加,而趨十飽和,如圖2—86F示,所以K拉區長度不超過1.2米,正拉區的長度同燈管的極距相差不多,因弧光放電的電極位降R4B短,所以1決定了燈管的長度。一般40w燈管長度為t,當燈管瓦數減小時,燈管長度相應也減少。
 


 低壓汞燈中弧光放電輻射效率
 
低壓汞燈燈管直徑的設計,要考慮汞蒸氣分子對紫外線254毫微米共振線的自吸收問題,圖中為原子的發射光譜也正是原子的吸收光譜。汞原子發射2的毫微米的紫外線,但汞原子也吸收254毫微米的紫外線。

 低壓汞燈中弧光放電特性試驗關係
 
燈管內腔充滿了汞原子蒸氣,在6×10噸毛時海厘米約有汞原子2×t0H個。在汞原子密度這樣大的情況下,當汞原於輻射出254毫微米的光子,必須經過很多次的自吸收和重新發射過程,才能輻肘出燈管外部去。當燈管直徑愈粗,則自吸收愈嚴重,所以254毫微米光子的損失也就愈多,從這個角度考慮,燈管直徑愈細愈好,但是當燈管直徑過細後,正負離子由於熱運動,和雙極性擴散運動會造成正負離子在管壁複合的增加,這種複合的加大,使離子損失過多。為了維持放電,就6須補充離子的數量,這就造成了能量損耗,使254毫微米輻射下降,因此燈管直徑是不能大紉的。對2的毫微米紫外輻射效率來說打管直徑有個值。http://www.cheerdoll.com 
 

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