Cтраница 2
Это явление обусловлено различием в плотности газа у стенок и на оси разрядной трубки. Газ, находящийся у стенок, имеет более низкую температуру из-за усиленного теплообмена стенок с окружающей средой, а следовательно, и более высокую плотность по сравнению с плотностью газа на оси. Уменьшение плотности газа на оси приводит к увеличению длины свободного пробега электронов, что соответствует более благоприятным условиям разряда и, следовательно, ведет к уменьшению продольного градиента потенциала. Дальнейшее сужение разряда происходит из-за разогревания газа в центральной части трубки и продолжающегося вследствие этого падения плотности газа. Теория контракции столба разработана до сих пор недостаточно полно. [16]
Наиболее важной частью разряда с точки зрения его использования как источника света является положительный столб. Он заполняет все пространство между анодом и катодными частями разряда. В положительном столбе устанавливается определенный градиент потенциала: при постоянной плотности тока можно считать, что продольный градиент потенциала тем больше, чем уже трубка. В узкой трубке положительные ионы и электроны быстрее достигают стенок трубки, чем в широкой, и, следовательно, возрастает скорость рекомбинации, для компенсации которой увеличивается число актов возбуждения за счет увеличения градиента продольного поля. [17]
При практическом применении ртутного разряда в источниках света для - облегчения зажигания разряда кроме ртути в разрядную трубку вводится еще какой-либо инертный газ - обычно аргон - при давлении в несколько лш Hg. Понятно, что при одном и том же малом давлении ртутного пара присутствие аргона существенно меняет картину распределения мощности разряда. Присутствие аргона при концентрации атомов последнего, значительно превышающей концентрацию атомов ртути, приводит вследствие многочисленных упругих соударений электронов с атомами аргона к значительному увеличению общей длины зигзагообразного пути, пробегаемого электроном. Поэтому увеличивается число соударений электронов с атомами ртути, а, следовательно, и число возбуждающих столкновений. Поэтому в грубом приближении мы вправе ожидать примерно такого же распределения расходуемой мощности, которое следует из диаграммы рисунка 150 для абсциссы, соответетаующей давлению в несколько мм Hg. Однако опыт показывает, что изменение парциального давления паров ртути, небольшое по сравнению с общим давлением, сильно отзывается на удельном весе резонансного излучения. Так, при диаметре трубки 3 см и силе тока 0 65 амп давление паров ртути, оптимальное по отношению к резонансному излучению, - 0 01 мм Hg. Это соответствует температуре жидкой ртути в разрядной трубке 40 С; при температурах 60 или 20 С, что соответствует давлениям ртутного пара 0 05 и 0 001 мм Hg, относительная интенсивность резоиансного излучения значительно меньше. С одной стороны, уменьшение парциального давления паров ртути приводит к уменьшению числа излучающих центров, с другой, - увеличение этой концентрации приводит к облегчению разряда путем неупругих столкновений второго рода атомов ртути с метастабильными атомами аргона и, следовательно, к понижению продольного градиента потенциала Ez. Следствием уменьшения Ez является уменьшение температуры электронов, а следовательно, и уменьшение числа электронов, обладающих значениями кинетической энергии, необходимыми для возбуждения исходных уровней резонансных линий. [18]