Источники излучения на основе явления люминесценции

Под люминесценцией понимают способность ряда веществ излучать энергию, накопленную в пределах атома при переходе электронов с более высоких энергетических уровней на более низкие. В зависимости от того, за счет какой энергии происходит возбуждение атома, различают фотолюминесценцию, хемилюминесценцию, катодолюминесценцию и т.д.

Падающий на вещество свет частично отражается, а частично поглощается. Энергия поглощаемого света в большинстве случаев вызывает лишь нагревание тел. Однако некоторые тела сами начинают светиться непосредственно под действием падающего на него излучения. Это и есть фотолюминесценция. Свет возбуждает атомы вещества. Излучаемый при фотолюминесценции свет имеет, как правило, большую длину волны, чем свет, возбуждающий свечение. Чаще всего фотолюминесценция используется в лампах дневного света.

Явление фотолюминесценции нашло широкое применение при создании источников излучения. Сущность фотолюминесценции состоит в фото возбуждении люминофора - вещества с дефектами кристаллической решетки. Оно способно светить как в процессе возбуждения, так и после - фотонами поглощенного УФ-излучения оптической части спектра.

Люминесценция и, в частности, фотолюминесценция используются в источниках света, в которых УФ-лучи при помощи люминофора преобразуются в излучение видимой зоны спектра. Чаще всего фотолюминесценция используется в лампах дневного света.

Причем основную часть лучистого потока такого источника составляют излучения именно люминофора.

При некоторых химических реакциях, идущих с выделением энергии, часть этой энергии непосредственно расходуется на излучение света. Источник света остается холодным. Это явление называется хемилюминесценцией. Летом в лесу можно ночью увидеть насекомое светлячка. На теле у него "горит" маленький зеленый "фонарик". Светящееся пятнышко на его спинке имеет почти ту же температуру, что и окружающий воздух. Свойством светиться обладают и другие живые организмы: бактерии, насекомые, многие рыбы, обитающие на большой глубине. Часто светятся в темноте кусочки гниющего дерева.

Созданные на основе этого явления люминесцентные источники (лампы) представляют собой стеклянную трубку с откачанным воздухом, внутри которой находятся небольшое количество ртути и малая доза инертного газа.

Люминесцентные лампы - второй в мире по распространенности источник света, а в Японии они занимают даже первое место, обогнав лампы накаливания. Ежегодно в мире производится более одного миллиарда люминесцентных ламп Люминесцентная лампа - это типичный разрядный источник света низкого давления, в котором разряд происходит в смеси паров ртути и инертного газа, чаще всего - аргона.

Устройство. Двухцокольная трубчатая прямолинейная люминесцентная лампа представляет собой стеклянную трубку 2, по концам которой вварены стеклянные ножки с укрепленными на них электродами (спиральными нитями подогрева) 4. На внутреннюю поверхность трубки наносится тонкий слой кристаллического порошка - люминофора 3.

Трубка заполнена инертным газом или смесью инертных газов (Ar, Ne, Kr) и герметически запаяна. Внутрь вводится дозированное количество ртути, которая при работе лампы переходит в парообразное состояние. На концах лампы имеются цоколи с контактными штырьками 1 для подключения лампы в цепь.

Рисунок 4.4 Устройство двухцокольной трубчатой прямолинейной люминесцентной лампы

При работе лампы между электродами происходит электрический разряд, ионизирующий пары ртути. Процесс ионизации сопровождается ультрафиолетовым излучением, которое преобразуется в видимый свет в слое люминофора.

В обозначении лампы:

§ первая буква — Л - люминесцентная;

§ следующие буквы - цвет излучения:

§ Б –белый; ТБ –тепло-белый; ХБ –холодно-белый; Д –дневной; Е –естественно белый; УФ –ультрафиолетовый;

§ К, С, З, Г, Ж - красный, синий, зеленый, голубой, желтый;

§ одна или две буквы Ц после обозначения цвета означают высокое (делюкс) или более высокое (суперделюкс) качество цветопередачи;

§ следующая буква обозначает конструктивные особенности:

§ Р - рефлекторная, U - U-образная, К - кольцевая, А - амальгамная;

§ цифры, стоящие после букв (10, 15, 18, 20, 30, 36, 40, 65, 80) обозначают мощность лампы, Вт.

Дата добавления: 2014-10-15