气体放电灯基本原理
低压汞灯的工作原理
低压汞灯的工作原理
低压汞灯，一种常见的气体放电灯，其工作原理主要基于低气压弧光放电的原理。
在低压汞灯中，汞蒸气压力较低，通常为1.3～13Pa（0.01～0.1mmHg）。
当灯被点燃时，汞蒸气压小于一个大气压，此时汞原子主要辐射波长为253.7nm 的紫外线。
这种紫外线辐射是低压汞灯的主要发光方式，不需要通过其他物质将紫外线转化为可见光。
在低压汞灯中，汞蒸气在通电后释放出紫外线。
这种紫外线具有杀菌作用，原因在于其独特的波长。
细胞对光波的吸收谱线有一个规律，在250~270nm的紫外线有最大的吸收。
被吸收的紫外线作用于细胞遗传物质即DNA，起到一种光化作用。
紫外光子的能量被DNA中的碱基对吸收，引起遗传物质发生变异，使细菌当即死亡或不能繁殖后代，达到杀菌的目的。
这一发现使得低压汞灯在医疗、卫生和日常生活等多个领域得到了广泛应用。
此外，低压汞灯的悬挂高度也会影响其工作效果。
悬挂过高或过低都会降低杀菌效果，因此在使用时需要根据实际情况调整悬挂高度，以达到最佳的杀菌效果。
低压汞灯的工作原理是基于低气压弧光放电的原理，通过释放具有杀菌作用的紫外线来实现杀菌效果。
同时，其悬挂高度也是影响杀菌效果的重要因素之一。
随着科技的不断发展，低压汞灯的应用领域将更加广泛，为人类的生产和生活带来更多的便利和安全。
气体放电原理
气体放电原理气体放电是指在一定电压作用下，气体中的电子被加速，当它们的能量达到足够高时，会与气体分子碰撞，使得气体分子电离并产生电子、阳离子和自由基。
这种现象被称为气体放电，是一种重要的物理现象，广泛应用于气体放电灯、闪电、等离子体物理等领域。
气体放电的原理可以归结为电子的碰撞电离和电子的复合两个基本过程。
首先，当气体中的自由电子受到电场的加速作用时，它们会获得能量并与气体分子碰撞，将气体分子的能级提高，从而使得气体分子电离产生自由电子和阳离子。
这个过程称为电子的碰撞电离。
其次，电子和离子在电场作用下会发生复合过程，即自由电子与阳离子再结合成为中性分子或原子，释放出能量。
这两个过程相互作用，维持了气体放电的稳定进行。
气体放电的特点包括放电电压、放电电流和放电功率。
放电电压是指在气体放电过程中，所需的电压大小。
在气体放电开始时，需要加上一个足够大的电压才能使得气体分子电离，这个电压称为击穿电压。
而放电电流则是放电过程中通过气体的电流大小，它与电压成正比。
放电功率则是放电过程中产生的功率，它与电压和电流的乘积成正比。
气体放电有不同的形式，包括辉光放电、电晕放电、辉光放电、放电等离子体等。
辉光放电是一种在气体放电过程中产生明亮辉光的放电形式，常见于荧光灯、氖灯等。
电晕放电是一种在气体放电过程中产生淡蓝色光晕的放电形式，常见于电晕灯、电晕空气净化器等。
辉光放电是一种在气体放电过程中产生明亮辉光的放电形式，常见于氖灯、氖标志灯等。
放电等离子体是一种在气体放电过程中产生等离子体的放电形式，常见于等离子体切割、等离子体表面处理等。
总的来说，气体放电是一种重要的物理现象，它的原理包括电子的碰撞电离和电子的复合两个基本过程。
气体放电具有不同的形式，包括辉光放电、电晕放电、辉光放电、放电等离子体等。
了解气体放电的原理对于深入理解等离子体物理、气体放电灯、闪电等现象具有重要意义。
希望本文能够对读者有所帮助。
霓虹灯应用的原理是啥意思
霓虹灯应用的原理是啥意思引言霓虹灯是一种具有鲜明亮丽的色彩和独特视觉效果的灯光装饰，被广泛应用于商业、家庭和公共场所。
在这篇文档中，我们将探讨霓虹灯应用的原理是什么，了解它是如何工作的。
什么是霓虹灯霓虹灯，也被称为气体放电灯，是一种通过在玻璃管内注入激发气体后进行放电而产生光线的装置。
霓虹灯的玻璃管通常是一个封闭的圆管，内部充填了低压气体。
当通电时，气体放电产生辉光，从而呈现出霓虹灯独特的亮丽光彩。
霓虹灯的原理霓虹灯的工作原理基于气体放电的现象。
下面是霓虹灯的工作原理的简要描述：1.玻璃管：霓虹灯通常由一个气体充填的玻璃管构成。
这种玻璃管被制成不同的形状和图案，以产生各种艳丽的灯光效果。
2.气体充填：玻璃管内部充填了低压气体，如氩气、氖气、氦气等。
这些气体对电流具有较高的电导率，以便在通电时产生放电。
3.电极：玻璃管两端装有电极，一个是阳极（正极），另一个是阴极（负极）。
电极通过线缆连接到电源。
4.电流通路：当电源接通时，电流从阳极流入霓虹灯管，由阴极流回电源。
其中，电流通过气体放电和电极之间的电场。
5.气体放电：在电场的作用下，气体分子受到激发，原子和分子之间的电子转移能量，产生发光现象。
这种发光形式为较为明亮的霓虹灯效果。
6.发光颜色：不同的气体和玻璃管内涂覆的荧光粉会产生不同的颜色。
例如，氖气玻璃管呈现红色、氩气呈现蓝色。
霓虹灯的应用霓虹灯由于其独特壮丽的视觉效果，被广泛应用于各个领域。
以下是一些常见的应用领域：•商业广告：商店、餐厅和咖啡馆经常使用霓虹灯来吸引顾客和增强品牌形象。
霓虹灯的鲜艳色彩和独特效果能够吸引人们的注意力，并增加产品或服务的曝光度。
•城市景观：许多城市在夜晚使用霓虹灯来装饰建筑物、桥梁和大型广告牌，以提升城市的夜景魅力。
这些霓虹灯创造出美丽的光影效果，并为城市增添了一种独特的浪漫氛围。
•娱乐设施：霓虹灯在娱乐设施中也被广泛应用。
例如，游乐园和主题公园使用霓虹灯来烘托欢快的气氛。
气体放电灯工作原理
气体放电灯工作原理气体放电灯是一类利用气体放电产生光的照明设备。
常见的气体放电灯包括荧光灯、气体放电管和氙气灯等。
下面是这类灯的基本工作原理：1. 概述：-气体放电灯工作的关键是通过电流通入气体，激发气体原子或分子，使其处于激发态，当它们返回基态时释放出光。
这一过程称为气体放电。
2. 电离：-在灯管中充填有一种或多种气体，通常还包含一定量的汞蒸气或其他辅助物质。
当电流通过气体时，产生的电场引起气体分子的电离。
这些电离的分子和自由电子形成等离子体。
3. 激发态产生：-在等离子体中，气体分子的一些原子或分子被激发到高能级状态。
这个过程需要能量，通常是通过电流的能量传递来实现。
4. 激发态的衰减：-激发态的气体分子不稳定，它们会迅速返回到基态。
在这个过程中，释放出能量。
这个能量以光的形式发射，形成我们所看到的灯光。
5. 荧光物质的使用（荧光灯）：-在荧光灯中，灯管内壁涂有荧光物质（如荧光粉），这些物质能够吸收紫外线辐射并重新辐射出可见光。
因此，荧光灯中的光主要来自荧光物质的辐射。
6. 气体选择：-不同的气体和气压条件可以影响灯的颜色和光谱特性。
例如，氙气灯使用氙气来产生强烈的白色光。
7. 启动：-启动气体放电灯时，需要提供足够的电压，以克服气体的阻抗并引发放电。
启动方法可以包括电流冲击、电磁场激励、电子枪引导等。
8. 调光和稳定：-一些气体放电灯可以通过调整电流或电压来实现调光，而电子元件如镇流器可用于稳定电流和延长灯的寿命。
总体而言，气体放电灯通过电离气体、激发原子或分子、发射光辐射的过程实现光的发射。
这种技术在荧光灯、气体放电管、氙气灯等多种灯具中得到了广泛应用。
气体放电灯的工作原理
气体放电灯的工作原理
气体放电灯是一种利用气体放电过程产生的电磁辐射来发光的设备。
其工作原理如下：
1. 气体选择：气体放电灯中通常填充有一种或多种特定的气体，如氩气、氙气或汞蒸气等。
这些气体的选择取决于需要的发光特性以及电流和电压条件。
2. 放电激发：通过加入足够的电流和电压，使气体形成放电现象，气体分子在电场的作用下获得足够的能量而发生激发。
激发过程中，气体分子的电子会获得能量跃迁到高能级。
3. 能级跃迁：当激发的气体分子的震动、转动或电子能级的能量达到特定的状态，会发生能级跃迁。
这个跃迁会释放出光子，即电磁辐射，产生可见光。
4. 光的发射：当气体分子发生能级跃迁，释放出光子时，这些光子会以不同的频率和能量呈现出不同的颜色和亮度。
光子通过光学系统在灯泡内部的荧光体或磷层上发生多次反射，从而增加了发光效果。
5. 加热和冷却：气体放电灯通常会产生大量的热量，这需要通过散热装置来冷却灯泡。
总结：气体放电灯通过气体放电激发和能量级跃迁的过程产生电磁辐射，进而发光。
根据所选择的气体种类和放电条件，可以得到不同颜色和亮度的光。
霓虹灯发光原理与氢原子光谱
霓虹灯发光原理与氢原子光谱霓虹灯是一种常见的气体放电灯，其工作原理是通过刺激气体分子或原子的能级跃迁来产生发光。
霓虹灯的结构由玻璃管、电极、钝化剂和稀有气体组成。
稀有气体通常选择氮气或氩气，钝化剂使用小量的氖气或氦气。
在灯管两端安装有电极，电极上有一层钝化剂。
当将电压施加在霓虹灯的电极上时，电子从阴极流向阳极。
在这个过程中，电子与稀有气体的原子或分子碰撞，从而激发了原子或分子的电子，使之跃迁到更高的能级。
当电子回到基态时，原子或分子会发射光子。
每个原子或分子发射的光子的波长与能级差有关，因此发射的光子具有不同的波长。
在霓虹灯中，稀有气体的原子或分子经过激发产生的光子波长范围通常在可见光区域，因此我们能够观察到霓虹灯发出的彩色光。
与氢原子光谱相关的是玻尔理论。
玻尔理论描述了氢原子的电子能级跃迁和光谱的形成。
在氢原子中，电子围绕原子核绕轨道运动。
根据玻尔理论，电子的能级是量子化的，只能取特定的值。
当电子处于较高的能级时，它是不稳定的，会跃迁到较低的能级。
在跃迁过程中，氢原子会发射或吸收能量相对应的光子。
发射的光子的能量与能级差有关，所以发射的光子具有不同的波长。
这导致了氢原子的光谱线性质。
氢原子的光谱被分为不同的系列，其中最著名的是巴尔末系列、帕莱系列和布拉开特系列。
每个系列都由一系列具有特定波长的发射线构成。
通过观察氢原子的光谱，科学家可以得出有关氢原子能级结构和电子跃迁的重要信息。
这对于理解原子结构和光谱分析有着重要的意义。
综上所述，霓虹灯发光原理和氢原子光谱是基于相似的原理。
霓虹灯利用激发稀有气体分子或原子能级跃迁产生发光，而氢原子光谱是通过观察氢原子电子能级跃迁产生的光子波长和能量的变化来研究原子结构和光谱分析的重要工具。
两者都有助于我们深入理解原子结构和电子能级跃迁的机制。
气体放电灯工作原理
气体放电灯工作原理
气体放电灯
气体放电灯是由气体、金属蒸气或几种气体与金属蒸气的混合放电而发光的灯。
通过气体放电将电能转换为光的一种电光源。
气体放电的种类很多，用得较多的是辉光放电和弧光放电（见电弧放电）。
辉光放电一般用于霓虹灯和指示灯。
弧光放电可有很强的光输出，照明光源都采用弧光放电。
荧光灯、高压汞灯、钠灯和金属卤化物灯是应用最多的照明用气体放电灯。
气体放电灯在工业、农业、医疗卫生和科学研究领域的用途极为广泛。
气体放电灯工作原理
气体放电灯工作原理其实很简单，它的放电发光过程主要可以分为三个阶段，第一阶段只要把放电灯连接工作电路，就会产生稳定的自持放电，使得电能转化为自由电子的动能;第二阶段快速自由运动的电子会与空气中的原子气体发生碰撞的现象，从而又把自由电子的动能转化为气体原子的内能;第三阶段气体原子在返回基态时，就将内能转化为光辐射释放出来;经过以上三个阶段，气体放电发光的过程就完成了，灯就会一直持续发光了。
高强气体放电灯工作原理。
4.3气体放电灯基本原理
Lν(x0)＝ Lν(0)e
+ Sν(τ)[1-e
]
9
光源原理与设计—气体放电的基本原理
诸定昌
1. τ(ν,0)<<1
称光性薄等离子体 10
Lν(x0)＝ Lν(0)+ Sν(τ) τ(ν,0)
2. τ(ν,0)>>1
称光性厚等离子体
2 hν = c2
3
Lν(x0)＝ Sν(τ)
e
hν KT
1 -1
7
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平衡下：
1 nn Anm hνProf.ν 4π 1 + nn Bnm LνB hνProf.ν c 8
Lν
1 = nm Bmn LνB hνProf.ν c 光谱的吸收系数： 定义： ν= K
x
x+dx
L’ν
dLν Lνdx
其中 dLν=L’ν-Lν
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KT
13
二. 辐射转移方程
dLν(x)= εν(x)dx- Kν (x)Lν(x)dx dLν(x) =εν(x)- Kν (x)Lν(x) dx
单位面积 Lν(x) Lν(x+dx) Lν(x0) 0 x x+dx x0
1
Lν(0)
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1.εν(x)=0
dLν(x) = - Kν (x)Lν(x) dx dLν(x) = - Kνdx Lν(x) 在 0→x和 Lν(0) → Lν(x)间积分 Lν(x)= Lν(0) exp(-∫
s
1 nn Anm hνProf.ν 4π
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ν=
=
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以△E e为主 分辨率不高时，为带状光谱
分辨率高时，有很多条谱线 大部分光谱在可见区及紫外区→Ra
气体放电灯矛盾：光效和显色性
热辐射光源矛盾：光效和寿命
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E
四. 连续光谱
1. 复合辐射（f-b跃迁）
1 meve2 2 Ei Em 2
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第四章 气体放电的基本原理
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4.1 气体放电的辐射
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自持放电条件
K
Υ(e αd -1)=1
V
A
d A
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一. 辐射的形成方式 1. 激发态粒子回到低能级态(基态)时的自发 (受激)辐射→线光谱△E=hν 2. 正负带电粒子的复合辐射 →连续谱 3. 带电粒子的减速产生的轫致辐射
当v=0时
1 mv2 2 e e hγ hγ0
Ei-Em ν0 = h c) 辐射总功率
为频率下限
Pcr∝Z
4
2 -3/2 ne Te
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2. 轫致辐射(f-f跃迁)
→ e+A+→A++e+△E a) h ν=
1 me(Ve 2 -Ve’ 2) 2
b) 可证 Pcb ∝Z 2 ne2 Te -1/2
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5. 可见辐射的△E范围
△E＝ En-Em λ△E＝1239 λ＝380～780
△E＝1.7ev(780nm)～3.2ev(380nm)
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三. 分子的带状光谱
E＝Ee＋Ev＋Er
△E＝△Ee＋△Ev＋△Er
△E h △Ee＋△Ev＋△Er h
→ e +A→A+△E
1 meve a) h ν=△E =Ei-Em+ 2 Ve=0～∞→为连续谱
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b) 连续谱的特征
因为慢电子浓度高(maxwell)而且更容易与 正电子复合 E
f-b
f-f
1 m v 2 - 1 m v ’2 e e e e 2 2 En
Em
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二. 线光谱
hνnm =En -Em =e△Vnm =hc/λnm λnm=1239/△Vnm
E
△V→V
λnm→nm
hγmn
En
Em
E0
hγn0
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1. 不同元素的能态)最高 3. 能级之间的跃迁服从选择定则 4. 线光谱辐射的功率密度Pnm
2. 辐射光谱可选择
3. 寿命大大高于热辐射光源，光维持性好 4. 基本矛盾 η-Ra 光谱放宽
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3.连续光谱产生的特点 a)高气压大电流密度放电下，有强的连续光谱
b)放电蒸汽元素的Z越大，连续光谱越强，且 以复合辐射为主
c)高温下，连续光谱以轫致辐射为主高
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五. 气体放电光源辐射的特点
1. 工作温度不受灯丝材料性质的限制
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定义 Pnm =nn Anm hνnm Anm 从n→m跃迁几率 LTE下 nn由Boltzmann分布描述 gn En nn =n0 g0 exp() KT gn En Pnm=n0 g0 Anm hνnmexp(- KT) Pnm：压力p(n0)，温度 T，能级性质(En,Anm)