Опыт 4.

«Люминесценция света».

  Люминесценция — нетепловое свечение вещества, происходящее после поглощения им энергии возбуждения. Впервые люминесценция была описана в XVIII веке. Первоначально явление люминесценции использовалось при изготовлении светящихся красок и световых составов на основе, так называемых фосфóров, для нанесения на шкалы приборов, предназначенных для использования в темноте. Особого внимания в СССР люминесценция не привлекала вплоть до 1948 года, когда советский учёный С. И. Вавилов  предложил начать изготовление экономичных люминесцентных ламп и использовать люминесценцию в анализе химических веществ. В быту явление люминесценции используется чаще всего в люминесцентных лампах «дневного света» и электронно-лучевых трубках кинескопов.

Люминесцентная лампа — газоразрядный источник света, в котором электрический разряд в парах ртути создаёт ультрафиолетовое излучение, которое преобразуется в видимый свет с помощью люминофора — например, смеси галофосфата кальция с другими элементами. Световая отдача люминесцентной лампы в несколько раз больше, чем у ламп накаливания аналогичной мощности. Люминесцентные лампы нашли широкое применение в освещении общественных зданий: школ, больниц, офисов и т. д. С появлением компактных люминесцентных ламп с электронными балластами ( энергосберегающие лампы), которые можно включать в обычные патроны  вместо ламп накаливания, люминесцентные лампы завоёвывают популярность и в быту.

Люминесцентные лампы наиболее целесообразно применять для общего освещения, прежде всего помещений большой площади для снижения потребления энергии на 50-83 % и увеличить срок службы ламп. Люминесцентные лампы широко применяются также и в местном освещении рабочих мест, в световой рекламе, подсветке фасадов. До начала применения светодиодов являлись единственным источником для подсветки жидкокристаллических экранов.

  Люминесцентная лампа состоит из стеклянной колбы (1), в которой находятся пары ртути (2). По обе стороны лампы находятся нити накала (3) ( рис.1). Электроны, испускаемые нитями накала,  движутся под действием электрического поля (5),  сталкиваются с атомами ртути (4) и возбуждают их. Атомы ртути,  переходя из возбужденного состояния в нормальное, излучают ультрафиолетовые лучи. Эти лучи,  попадая на люминофор, которым покрыта внутренняя поверхность стеклянной колбы, (1) вызывают видимое излучение белого света (6,7).  

                                                                                                  Рис.1.                                                                                                      

Работа  люминесцентной лампы. Схема включения люминесцентной лампы изображена на рис.2.  Лампа включается в сеть, с напряжением 220 В. Последовательно с лампой включен дроссель, а параллельно лампе включен стартер, который состоит из двух контактов и биметаллической пластинки.           

     В начальный момент, при включении люминесцентного светильника,

     Рис.2.   

для лампы не хватает сетевого напряжения для того чтобы создать разряд  в самой люминесцентной лампе. Для того чтобы  создать газовый разряд в люминесцентной лампе в стартере создается искровой разряд который нагревает биметаллическую пластинку. Контакты стартера замыкают электрическую цепь. По дросселю течет переменный электрический ток, который создает ЭДС индукции. Она складывается с напряжением сети и в лампе возникает тлеющий разряд и лампа светится.

Опыт 1. Изучение люминесцентной лампы. Собираем схему по рисунку 2. Объясняем устройство и принцип действия люминесцентной лампы. Включаем люминесцентную лампу в электрическую сеть. Она загорается.

Проблема. Что произойдет, если из схемы убрать стартер ?