лекция по пра, страница 6

", она удет в — 3 раза 2. Л10ЫИНЕСЦЕНТНЫЕ ИСТОЧНИКИ СВЕТА р . ц итиые источники света можно объединить в две Все влеитролюминес е ольшпе группы: газо ав р: р рядпые, в которых тем плп иным способом используется электоолюмниес е р; . ц нция газа, и »твердотельные», основанные на электролюминесценции нристаллофосфоров.

Осповпые потери энерги и в димойэне г ц ных источниках света связаны с превращение р ии в тепловую внутри самого источника и с излучением в невидимой области спектра. Рассмот им вначале г р ° азоразрядиые источники света, работающие и и низких давлениях и малых Р «го ячпми» элент опа» ых плотностях тока. Свечение в иих вызывается р ропами, которые при неупругих столкновениях возб ждают нли нонка <от атом Р у мы газа, наполняющего газоразрядиую трубку.

воз уже азогрев» элеат онов я элект пческого поля. о . р рсисходпт благодаря поглощению пми энергии Р оля. Ионы и атомы газа, находящегося в той же т бке остаются и п этом с ав р . р нителько «холоднымим Происходит это потому тр< ке, что атомы, как пейт альп " р . ые частицы, вообще неспособны черпать энергию непосредственно из электрического поля, а ионы благодаря своей большой массе, в десятки тысяч а ч раз превышающей массу электронов, движутся настолько медленно, что д, то за время между двумя соударениями не успевают пройти заметной «знос " р ости потенциалов.

Благодаря этому тепловые потери . а малы. В некоторых случаях пх к.п.д. достигает в таких лампах весьма м 30»4. Возб ж енные э строго оп е елен у д атомы отдают свою знергн<о в виде квантов света р д ной энергии, так как излучающие атомы практически ие взаимодействуют с другими атомами. Поэтому спектр излучения таких исполняя лами ком точников состоит из отдельных, весьма узких спектральных . П- линии. аяу комбинациеи различных газов пли помещая несколько разноцветных ламп в ма матовую колбу, мол<но изготовить весьма эффективный источник с белым цветом свечения. Однако благодаря уаколинейчатому характеру спектра излучения такого источника ои будет давать искаженну<о пе е ач в р д у ц етов окрашенных предметоз.

Именно по этой причале првменеппе по бн . до ых ламп весьма ограничено — обычно онк служат для ос- 3 "" Р '"" РЮ Ю" Р" л Нау»роя. Оя счет»от талжняу О,З мм моээм»льоо»о»- жвон, »за к»к р»<ся»твэ»»»т только птототаую л»моу, и ко<орое псе»Э»»ос матом':~» о»<оюм езо" »'»ом»»о Другими недостатками, затрудпяющнчи их широкое техническое применение, являются сравнительно неболыпая яркость источников и относительно высокие рабочие напряжения. Для улучшения цветопередачи газоразрядпых источников света в настоящее время применяются два способа. Первый состоит в том, что свет электролюминесценции газа используется пе непосредственно, а для возбуждения фотол<омипесценцип некоторого специально подобранного люминофора, имеющего широкий спектр свечения.

Так устроены широко применяемые люмппесцентные лампы. Однако и этот способ приводит к значительным потерям, Дело в том, что квантовый выход фотолюмппесценции обычно ие превьпиает едшпщу. Это значит, что ка»кдый поглощенный люминофором квант возбуждающего света способен дать лишь один квант света люмпиесцепции. Прп этом, согласно закону Стокса, его энергия будет меньше энергии возбужда<ощего кванта.

Иаилу пну<о передачу цвета дает белый свет, содери<ащпй кванты всех длин волн видимого диапазона. Поэтому для возбуждения люминофора с белым свечением приходится использовать кванты, ле<кащие на коротковолновом кра<о видимой части спектра. При превращении этих квантов в свет люминесценции теряется в среднем не менее </» энергии. На практике дело обстоит значительно хуже, так как в существующих люминесцентных лампах люминофор возбук<дается ливией ртути 2537 А, лен<вшей далеко в ультрафиолетовой области, что приводит к потеро более половины энергии излучения газового разряда. Второй способ состоит в увеличении давления злектролюминесцврующего газа и плотности тока, что приводит к расширению лиши< и появлсип<о фона между ними.

Благодаря этому такие лампы да<от весьма хорошую цветопередачу. Однако из-за болыпой теплопроводяости сравнительно плотной плазмы более половины подводимой энергии тратится па нагрев ламп. Значительная часть излучения лежит в невидимой инфракрасной и ультрафиолетовой областях спектра и, следовательно, таюне тратится бесполезно. При увеличении давления газа в пределе моя<ет получиться источник света со спектром, близким к спектру «бсолютно черного тела при температуре в несколько тысяч градусов. Как отмечалось, в этом случае з видимом диапазоне спектра лел<нт немногим более </» всей световой энергии. Как видно, белый свет стоит дорого.

Однако, с точки зрения термодинамики, он должен стоить дешевле света с уэколинсйчатым спектром пря той же общей мощности, так как свет с широким спектром имеет зпачвтольпо большую энтропию. С этой точки зрения недостаток газоразрядных ламп состоит в том, что в них электрическая энергия превращается сначала в энергию <горячих» электронов, что приводит к существенному повышению энтропии, Поскольку и в дальнейшем энтропия может только повышаться, непускание света (особенно если оп имеет узколнпейчатый спектр) будет сопровождаться превращением частя энергия»горячих» электронов в тепло. Тот факт, что в копечпом счете полу"<ается видимый свет с <пироким спектром и, следовательно, с большой энтропией, в этих лампах не используется.

«Твердотельные» злектролюмииесцонтяые источники света э настоящее время ещо только разрабатываются. Некоторые из нкх, те, з которых кристаллы порошкообразпого электро:иоминофора изолированы з диэлектрике (ячейки Дсстрио), также и»ячот в качестве промежуточного этапа создание горячих электровоз, В инх происходят потери энергии такого жс рода, как и в газоразрядных источниках свети. По своей эффективности они могут сейчас конкурировать только с лапками пакжш- ПРеОВРАЭОВАние злектРической энеРГии В светОВую Полупроводниновая лампа накаливания Свойство Инжекпнонная лампа 50 — 00лмйт (с вакуумной ру- башкой 50-70 ам~«гв) Есть максимум Кан у вольФрамовой лампы С повышением напряжения ста- новится более белым На 35-50% 000 — 220 лм/»гв (для белого света) Есть плато Оветоотдача Зависимость светоотдачи от напряжеяня Любой (нз нескольких источников можно составить белый) Цвет Зависимость паста от напря- жения Не зависит В 3-0 рав (можно стабиливнровать прн помощи последовательно включенного дросселя) Ивменение яркости при нвме- кении напряжения на 5% Ивменение яркости при ,'нвме- пенни тона на 5% На 55-50% Нелинейная, симметричная Кав у вольФрамовой лампы На 5% кек у диода Вольт-амперная характерис- тика Мигание на переменном на'пряжении Светится толино в один полу- период (для уменьшения мигания надо параллельно включить вторую лампу навстречу первой) Того же порядна, ннн и у ноль.

Фрамовой лампы Срок службы Неограниченный Нет сомнений, что оба типа ламп найдут широкое применение. Остается только их сделать. ЛИТЕРАТУРА 1, М. А. % е1п в(е(п. ЗОБА, 56, 594 (1960). 2. М. В. Ф о к. Опт. и спектр.', 13, 612 (1962). 3, Е. К а и е г, РЬ1йрв ТесЬп. Нет., 26„33 (1965). 4. Ю, Н. Н н к о л а е в. ЖЗТФ, Письма в редакцию, 4 474 (1966). 5, В.

С. В а в и ло в. Действие излулений на полупроводники. Фиаматгнз, 1963. 6. 3. Е. Виолин, Г.Ф. Холуянов. ФТТ, 6, 1696 (1964). 7. 'В'. Б Ь о с Й 1 е у, %. В е а д. РЬув. Веу., 87, 835 (1952). 8. А. Н 1 1 е 1, Е. В р е п )( е. Ев. апдетг., РЬув., 7, 195 (1955). 9. В. В. А н т о н о в-Р о и а н о в с к и й. Кинетика фотолюминесценции кристаллофосфоров. Изд-во «Наука», 1966. 10. М, К.Шейнкман, И, Я. Городецкий, И.Б.

Е рмолович. ФТТ, ' 7; 3134 (1965). 11. В,А.Ьойап, М. 6етвЬепвоп,р.А, ТгптЬаге, Н.6.'«т11е.Арр1. РЬув. Хе(1егв, 6, 113 (1965). 12. Б. Е. В и о л и й, Г. Ф, Х о л у я н о в, ФТТ, 6, 593 (1964). 13. Г. Е. П и к у с. Основы теории полупроводниковых приборов, Ивд-во «Наука», 1965. 14. С. Ба Ь, В. Х. Х о усе, Ж. В Ь о с)«1е у. Ргос, 1ВЕ, 45, 1228 (1957). 15, К. М а е й а.

7. РЬув, СЬет. ВоПов, 26, 595 (1965). Приведем для сопоставления краткую сводку ожидаемых свойств оптимальных источников света того и другого типа (см. таблицу). .