Принцип работы ксеноновой лампы

Ксеноновая лампа - это газоразрядная электрическая лампа, способная создавать внутри себя мощные спектрально белые импульсы света. Она представляет собой запаянную трубку из стекла или кварца, заполненную смесью инертных газов, большей частью ксеноном, с электродами для пропускания электрического тока через газ. Чтобы привести газ в состояние активности, требуется огромное количество энергии, которая затем превращается в высоковольтный импульс благодаря трансформатору, заряжающему конденсатор.

Устройство колбы и электроды

Стеклянный корпус - это трубка, которая может иметь любую форму: спирали, круга, овала. Электроды впаиваются в оба конца трубки и подключаются к конденсатору, несущему напряжение в 250-2000В. Конкретное значение зависит от длины трубки и содержимого внутри. В лампе есть и еще один электрод - металлическая дорожка, проходящая вдоль всей колбы. Она служит для первоначальной ионизации газа и запуска разряда.

Ионизация газа - это процесс отрыва электронов от атомов, при котором газ превращается в проводящую среду. Без нее разряд через холодный газ не пошел бы: сопротивление среды слишком велико. Именно поэтому поджигающий электрод и высоковольтный импульс являются обязательным звеном в работе лампы, а не вспомогательной деталью.

Как возникает разряд и свет

Во время ионизации газа и пропускания через него большого тока наблюдается вспышка. Процесс ионизации обязателен для сокращения электрического сопротивления газа внутри лампы. Изначально ионизацию можно получить при помощи трансформатора Тесла, который подает высоковольтный импульс на поджигающий электрод и выпускает ионы. Через газ начинает проходить ток, способный возбудить атомы ксенона.

Возбужденные атомы побуждают электроны переходить на орбиты с более высокими энергиями. После этого электроны возвращаются на покинутые орбиты и излучают энергию в форме фотона. Давление в самой лампе зависит от ее размеров и может варьировать от нескольких кПа до многих десятков кПа.

Спектр излучения

Ксенон, как и многие газы, имеет спектры. По сути, здесь работает тот же самый принцип, что и при свечении неона. Излучение ксенона человеку кажется абсолютно белым, поскольку его спектральные линии распределены по всему видимому спектру. Именно поэтому свет воспринимается не как окрашенный, а как близкий к дневному.

Длительность импульса и интенсивность

При коротком импульсе количество задействованных катодом электронов очень мало. Если импульс будет длиться чуть дольше, то придется ограничиться выводом тепла. Определить, где находится "золотая середина", очень сложно. Надо отметить, что интенсивность излучения ксеноновой лампы очень высокая - настолько, что она способна поджечь легковоспламеняющиеся объекты, находящиеся в непосредственной близости от лампы.

Отсюда следует практический вывод: ксеноновая лампа требует к себе отношения как к источнику повышенной опасности. Высокое напряжение на конденсаторе, нагрев колбы и яркость разряда - все это делает недопустимой работу с лампой без учета этих факторов.

• 

  Технология производства литых дисков

  На этом этапе очень важно минимизировать возникновение скрытых пор в теле диска, что может привести к его раскалыванию во время большой механической нагрузки

  Подробнее