Большая советсткая энциклопедия Газоразрядные источники света

Газоразрядные источники света

Газоразрядные источники света, приборы, в которых электрическая энергия преобразуется в оптическое излучение при прохождении электрического тока через газы и др. вещества (например, ртуть), находящиеся в парообразном состоянии. Исследуя дуговой разряд, рус. учёный В. В. Петров в 1802 обратил внимание на сопровождавшие его световые явления. В 1876 рус. инженером П. Н. Яблочковым была изобретена дуговая угольная лампа переменного тока, положившая начало практическому использованию электрического разряда для освещения. Создание газосветных трубок относится к 1850—1910. В 30-х гг. 20 в. начались интенсивные исследования по применению люминофоров в газосветных трубках. Исследованием, разработкой и производством Г. и. с. в СССР начиная с 30-х гг. занималась группа учёных и инженеров Физического института АН СССР, Московского электролампового завода, Всесоюзного электротехнического института. Первые образцы ртутных ламп были изготовлены в СССР в 1927, газосветных ламп — в 1928, натриевых ламп — в 1935. Люминесцентные лампы в СССР были разработаны в 1938 группой учёных и инженеров под руководством академика С. И. Вавилова.

Г. и. с. представляет собой стеклянную, керамическую или металлическую (с прозрачным выходным окном) оболочку цилиндрической, сферической или иной формы, содержащую газ, иногда некоторое количество металла или др. вещества (например, галоидной соли) с достаточно высокой упругостью пара. В оболочку герметично вмонтированы (например, впаяны) электроды, между которыми происходит разряд. Существуют Г. и. с. с электродами, работающими в открытой атмосфере или протоке газа, например угольная дуга.

Различают газосветные лампы, в которых излучение создаётся возбуждёнными атомами, молекулами, рекомбинирующими ионами и электронами; люминесцентные лампы, в которых источником излучения являются люминофоры, возбуждаемые излучением газового разряда; электродосветные лампы, в которых излучение создаётся электродами, разогретыми разрядом.

В большинстве Г. и. с. используется излучение положительного столба дугового разряда (реже тлеющего разряда, например в газосветных трубках), в импульсных лампах — искровой разряд, переходящий в дуговой. Существуют лампы дугового разряда с низким [от 0,133 н/м²(10^-3 мм рт. ст.)], например натриевая лампа низкого давления (рис., a), высоким (от 0,2 до 15 ат,1 ат= 98066,5 н/м²)и сверхвысоким (от 20 до 100 ат и более, например ксеноновые газоразрядные лампы)давлением.

Г. и. с. применяют для общего освещения, облучения, сигнализации и др. целей. В Г. и. с. для общего освещения важны высокая световая отдача, приемлемый цвет, простота и надёжность в эксплуатации. Наиболее массовыми Г. и. с. для общего освещения являются люминесцентные лампы (рис., б). Световая отдача люминесцентных ламп достигает 80 лм/вт, а срок службы до 10 и более тыс. ч. Для освещения загородных автострад применяются натриевые лампы низкого давления со световой отдачей до 140 лм/вт, а для освещения улиц — ртутные лампы высокого давления с исправленной цветностью (рис., в). Для специальных целей важны такие характеристики Г. и. с., как яркость и цвет (например, ксеноновые лампы сверхвысокого давления для киноаппаратуры,(рис., г), спектральный состав и мощность (ртутно- таллиевые лампы погружного типа для промышленной фотохимии), мощность и идентичность спектрального состава излучения солнечному (ксеноновые лампы в металлической оболочке для имитаторов солнечного излучения), амплитудные и временные характеристики излучения (импульсные лампы для скоростной фотографии, стробоскопии и т. д.).

В связи с разработкой новых высокотемпературных и химически стойких материалов для оболочек ламп и открытием технологического приёма введения в лампу излучающих элементов в виде легколетучих соединений появились новые перспективы развития и применения Г. и. с. Например, ртутная лампа с добавкой иодидов таллия, натрия и индия обладает световой отдачей до 80—95 лм/вт и хорошей цветопередачей. В натриевой лампе высокого давления (рис., д), создание которой стало возможным благодаря применению оболочки из высокотемпературной керамики на основе окиси алюминия, световая отдача достигает 100—120 лм/вт.

Лит.: Фабрикант В. А., Механизм излучения газового разряда, "Тр. Всесоюзного электротехнического института", 1940, в. 41; Иванов А. П., Электрические источники света, М. — Л., 1948; Рохлин Г. Н., Газоразрядные источники света, М., 1966; Фугенфиров М И., Что нужно знать о газоразрядных лампах, М., 1968.

Г. Н. Рохлин, Г. С. Сарычев.