1、原子能級(jí)概念
世間任何物質(zhì)都是由分子組成。分子是由原子組成。原子是由多層電子和原子核組成。原子的外層電子叫價(jià)電子。在正常狀態(tài)下價(jià)電子是處于基態(tài)能級(jí)。當(dāng)原子從外界獲得能量后,價(jià)電子躍遷到吸收能量相當(dāng)?shù)募ぐl(fā)能級(jí)。受激原子是不穩(wěn)定的。在一定時(shí)間(10-7秒)會(huì)放出能量,回到基態(tài)或低能態(tài)。放出能量是以輻射光子的形式釋放。汞原子在受激回到基態(tài)時(shí),能輻射254nm和 185nm的光子。
2、低氣壓氣體放電模式
氣體通常情況是絕緣體。一旦發(fā)生放電,氣體就變成導(dǎo)體。在帶電燈管中具有發(fā)射電子的電極,即燈絲上的電子粉中的鋇原子。燈絲通電加熱電子粉,鋇原子獲得能量就有電子逸出。當(dāng)燈管兩個(gè)電極間施加電壓,就形成了電場(chǎng)。電子在電場(chǎng)作用下加速,使電子具有足夠高的能量去碰撞管內(nèi)的氣體原子。在這種碰撞過程中,有的氣體原子被激發(fā),有的氣體原子被電離。電離是原子被分離成帶負(fù)電的電子和帶正電的離子。激發(fā)是我們所期待的。能輻射光子,電離也是必須的。有電離才有新的電子產(chǎn)生,才能形成穩(wěn)定的電流。當(dāng)然,放電也受到條件限制。一是必須有一個(gè)適宜的放電空間。只有汞、氬,不能有其它雜質(zhì)氣體。特別是氧氣,所以我們要通過排氣、抽真空、再充入氬氣的方式來實(shí)現(xiàn)。二是在這個(gè)空間兩端要建立起電場(chǎng),使帶電粒子形成電流,并這種電流是受控的。因?yàn)闅怏w放電有負(fù)阻特性,即一旦放電建立,放電管內(nèi)阻會(huì)急劇下降,電流增加,管壓隨之下降,電流再升高,這樣的過程一直將持續(xù)到燈管或線路燒毀,為防止此類現(xiàn)象發(fā)生,在放電線路中必須串入限流元件--鎮(zhèn)流器。
3、熒光粉的固體發(fā)光
前面講到放電管的放電建立并保持穩(wěn)定,就能不斷地輻射254nm的紫外線,如何將紫外輻射轉(zhuǎn)化為可見光,要尋求一種光致發(fā)光的物質(zhì),熒光粉就是這樣一種物質(zhì)。它是一種正負(fù)離子相間按一定規(guī)律排列的離子晶體。每個(gè)晶體中加入激活劑形成發(fā)光中心。發(fā)光中心能吸收254nm的能量,激發(fā)到高能級(jí),在回到基態(tài)時(shí)輻射出可見光,改變熒光粉的化學(xué)成分和摻雜,可以得到不同波長(zhǎng)的光子,也就是我們看到的不同顏色的光。