14)Механизм возникновения излучений в газе.

Ответ: При соударении электронов лавины с атомами газа в зависимости от величины приобретенной энергии может возникнуть упругий удар, возбуждение или ионизация. Состояние возбуждения атомов характеризуется переходом одного или нескольких электронов атома со своих стационарных энергетических уровней-орбит на более удаленные от ядра энергетические уровни. Такое состояние атома является неустойчивым и электроны самостоятельно возвращаются на свои первоначальные орбиты, испуская при этом кванты энергии – фотоны. Для каждого вещества существуют вполне определенные энергетические уровни, с которых возможен возврат электронов на стационарные орбиты. Эти уровни называются резонансными а возникающие при этом излучения - резонансными излучениями с определенными длинами волн. По этой причине в газоразрядных источниках света излучение имеет, как правило, линейчатый спектр, а не сплошной как у ламп накаливания. При увеличении давления газа и плотности тока большую роль начинают играть процессы ступенчатого возбуждения, когда соударяются электроны с уже возбужденными атомами. Это сопровождается переходом возбужденного атома на еще более высокие уровни. Переход в этом случае атома в нейтральное состояние происходит также ступенями, энергия фотона уменьшается и соответственно увеличивается длина волны излучения. Эти излучения называются нерезонансными. При этом расширяются линии излучения, увеличивается интенсивность и появляется сплошной фон излучения. Линейчатый спектр излучения сглаживается и смещается в длинноволновую часть спектра. С точки зрения эффективности преобразования электрической энергии в лучистое излучение существуют две области, благоприятных для выхода излучений: область низких давлений и малых плотностей тока, в которых велик выход резонансных излучений (ЛЛ дневного света) и область высоких давлений и больших плотностей тока, в которых велик выход нерезонансных излучений (разрядные лампы высокого давления).

15)Устройство и принцип работы лл.

Ответ: Люминесцентные лампы низкого давления общего назначения

представляют собой стеклянную колбу, внутренняя поверхность которой покрыта слоем твердого кристаллического люминофора (рис. 2.2). Электроды – биспираль или триспираль, покрыты окисью бария, для облегчения эмиссии электронов с электродов. Цоколь служит для токоподвода.

Люминесцентная лампа состоит из стеклянной трубки (колбы 1), внутренняя поверхность которой покрыта слоем люминофора. По концам трубки укреплены биспиральные вольфрамовые электроды 2, концы которых выведены через стеклянную ножку 3 к цоколю 4 и штырькам 5. По обе стороны спирали установлены защитные экраны 6. Лампы общего назначения имеют колбу длиной от 40 см до 1,5 м и диаметром от 2,5 см до 4,5 см. При изготовлении лампы из колбы выкачивается воздух и закачивается инертный газ – аргон под давлением 3 мм.рт.ст. Аргон применяется для уменьшения распыления вольфрама. В колбу вводится дозированное количество ртути. Первоначально разряд осуществляется в аргоне. Вся ртуть переходит в парообразное состояние и разряд осуществляется в парах ртути. При переходе всей ртути в парообразное состояние давление в лампе увеличивается всего на 10 % от первоначального, создается область низкого давления и малых плотностей тока. Преобразование электрической энергии в световые имеет две стадии: – электрический разряд в парах ртути сопровождается резонансными излучениями с длинами волн 185-254 нм, что соответствует ультрафиолетовой (невидимой) части спектра; – лучистая энергия излучения ртути, воздействуя на люминофор, преобразуется в световое излучение. Этот процесс называется фотолюминесценцией. В качестве люминофоров применяются различные химические соединения (более 10 разновидностей). Каждому люминофору соответствует свой цвет свечения. В лампах общего назначения используется галофосфат кальция, активированный сурьмой и марганцем. С учетом фотолюминесценции около 20-22 % электрической энергии, подводимой к лампе расходуется на получение видимых излучений, при этом световая отдача достигает 60-70 лм/Вт, что значительно превышает световую отдачу ламп накаливания.