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氘灯、氙灯和汞灯的区别及用途


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 氘灯、氙灯和汞灯的区别及用途

气体放电光源利用气体放电原理制成的光源。

 
光源结构:用玻璃或石英等材料做成管形的、球形的灯泡。泡壳内安装有电极,并充入发光用的气体,如氢、氦、氘、氙、氪,或金属蒸气,如汞、镉、铟、铊、镝等。
气体放电原理:气体在电场作用下激励出电子和离子,成为导电体。离子向阴极、电子向阳极运动,从电场中得到能量,它们与气体原子或分子碰撞时会激励出新的电子和离子,也会使气体原子受激,内层电子跃迁到高能级。受激电子返回低能级时,辐射出光子。
一、氘灯
发光机制:氘灯的泡壳内充有高纯度的氘气。氘灯工作时,阴极产生电子发射,高速电子碰撞氘原子,激发氘原子产生连续的紫外光谱(185~400 nm)。
应用领域:氘灯的紫外线辐射强度高、稳定性好、寿命长,因此常用作各种紫外分光光度计的连续紫外光源;是高效液相色谱仪(HPLC)、紫外-可见分光光度计(UV)、原子吸收光谱仪(AA)和毛细管电泳仪(CE)等。
 
二、 原子光谱灯:空心阴极灯/元素灯
发光机制:原子光谱灯又称空心阴极灯,阳极和圆筒形阴极封在玻壳内,玻壳上部有一透明石英窗。工作时窗口透射出放电辉光,其中主要是阴极金属的原子光谱。空心阴极放电的电流密度可比正常辉光高出100倍以上,电流虽大但温度不高,因此发光的谱钱不仅强度大,而且波长宽度很小。
应用领域:原子光谱灯的主要作用是引出标准谱线的光束,确定标准谱线的分光位置,以及确定吸收光谱中的特征波长等。它主要用于元素,特别是微量元素光谱分析的装置中。
三、汞灯
 
汞灯的分类:低压汞灯、高压汞灯、超高压汞灯
汞灯的发光特性:汞的气压越高,汞灯的发光效率也越高,发射的光也由线状光谱向带状光谱过度。
低压汞灯-- 汞蒸气气压为0.8Pa,主要辐射253.7 nm的紫外光。常用于光谱仪的波长基准、紫外杀菌和荧光分析等。
高压汞灯--汞蒸气气压为(1-10)*10的5次方Pa。可见区呈带状光谱,红外区呈弱的连续光谱。常用于紫外辐照度标准、荧光分析、紫外探伤和大面积照明等。
球形超高压汞灯--汞蒸气气压为(10-20)MPa。光谱线较宽,形成连续背景,可见区偏蓝,红外辐射增强。常作为点光源用于光学仪器、荧光分析和光刻技术等。
四、 氙灯
 
发光材料:氙。
光谱特性:光谱分布与日光接近,色温6000K,亮度高,寿命可达1000 h。
氙灯的分类:
Ÿ 长弧氙灯——电极间距为15~130 cm,细管形,工作气压为105 Pa,用于码头、广场、车站等大面积照明。
Ÿ 短弧氙灯——电极间距在数毫米量级,工作气压为1~2 MPa,是很好的日光色点光源,常用于电影放映、彩色摄影、照相制版、模拟日光等场合。
Ÿ 脉冲氙灯——管内气压在100 Pa以下,由高压电脉冲激发产生光脉冲,在极短的时间内发出很强的光。广泛用于固体激光器的光泵、照相制版、高速摄影和光信号源等。

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