Источники излучения

10.ИСТОЧНИКИ  ИЗЛУЧЕНИЯ.

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И ВИДЫ ИСТОЧНИКОВ.  

Источник света (оптического излучения) – устройство, предназначенное для превращения  какого-либо вида энергии оптического  излучения.

Виды излучения (по физической природе):

1.Тепловое.

2.Люминесценция.

Тепловое излучение  возникает при нагревании тел. У  твердых тел оно имеет непрерывный  спектр, зависящий от температуры  тела и его оптических свойств. Тепловые излучатели – все источники, свечение которых обусловлено нагреванием: электрические ЛН, простые угольные дуги, все пламенные источники света.

Люминесценция – спонтанное излучение, избыточное над тепловым излучением, если его  длительность значительно превышает  период колебания электромагнитной волны соответствующего излучения. Наблюдается в газообразных, жидких и твердых телах. Спектр люминесценции может состоять из отдельных линий (излучение отдельных атомов и ионов), полос (излучение молекул) и непрерывных участков (излучение твердых тел и жидкостей).Люминесценция не требует нагрева тел.

Параметры источников излучения (ламп):

Излучение ламп характеризуется потоком (световым) Ф_е(Ф_v), силой излучения I_е(сила света I_v), , энергетической (световой) яркостью L_е(L_v), ее распределением по поверхности светящегося тела и направлением, спектральной плотностью вышеперечисленных величин (спектром излучения).

Цвет  излучения ламп характеризуется световыми параметрами: координатами цветности x, y, цветовой температурой Т_цв и индексами цветопередач, общим R_а  и специальным R_i.

Электрический режим характеризуется мощностью лампы Р_л, рабочим напряжением на лампе U_л, напряжением питания U_с, током I и родом тока (постоянный , переменный и с частотой f и тд.).

Основные  геометрические параметры лампы: габаритные и присоединительные размеры, высота светового центра, размеры излучающего тела.

Конструктивные  параметры: форма колбы, ее оптические свойства (прозрачная, матированная, зеркализованная и т.д.), форма и расположение тела накала, конструкция ножки или вводов, тип цоколя, форма и размеры разрядной колбы, конструкция и размеры электродов, расстояние между ними и т.д.

Тепловой  режим характеризуется    температурой тела накала, колбы, цоколя, выводов, электродов и других узлов, но особое значение имеет max и min температуры конструктивных узлов ламп.

Основные показатели долговечности:

1.Полный срок  службы – продолжительность горения  ламп от начала эксплуатации  или испытания до момента полной  или частичной утраты работоспособности.

2.Полезный срок  службы – продолжительность горения  ламп от начала эксплуатации или испытания до момента ухода за установленные пределы одного из параметров, определяющих целесообразность использования ламп данного типа.

Основные виды источников излучения:

ГЛ – газоразрядные  лампы.

ГЛН – галогенные лампы накаливания.

ГЛВД – газоразрядные лампы высокого давления.

ГЛНД - газоразрядные  лампы низкого давления.

ДКсТ – дуговая  ксеноновая трубчатая лампа.

ДРЛ –дуговая ртутная  люминесцентная лампа.

ИЛ – импульсная лампа.

ЛЛ – люминесцентная лампа.

ЛН – лампа  накаливания.

НЛВД – натриевые  лампы высокого давления.

НЛНД - натриевые  лампы низкого давления.

РЛВД – ртурные  лампы высокого давления.

РЛНД - ртурные  лампы низкого давления. 

ТЕПЛОВЫЕ ИСТОЧНИКИ  ИЗЛУЧЕНИЯ. 

Черное тело – тело, поглощающее все падающие на него излучения (коэф. поглощения a=1) независимо от длины волны, направления падения и состояния поляризации.

Законы теплового  излучения:

Закон Кирхгофа:

В любой точке  поверхности теплового излучателя при любой температуре и длине  волны отношщение спектральной плотности энергетической яркости в заданном направлении к спектральному коэффициенту поглощения неполяризованного излучения в противоположном направлении не зависит от рода излучателя и равняется спектральной плотности энергетической яркости черного тела при той же температуре и длине волны:

m_e(l,T)/a (l,T)=m_es(l,T).

Закон Стефана-Больцмана определяет соотношение между энергетической светимостью чернрго тела и его температурой:

M_es=s×T⁴,

где s = 5,67×10^-8Вт/(м²×К⁴) – постоянная Стефана-Больцмана.

Закон Вина устанавливает, что произведение длины волны, соответствующей максимому спектральной плотности энергетической светимости тела, на его абсолютную температуру есть величина постоянная:

l_max×T=b,

где b=2898×10³нм×К – постоянная Вина.

Классификация тепловых излучателей:

А)1.Естественные (светящие небесные тела, небо и облака, земная и водная поверхность и др.).

    2.Искусственные  (свеча, керосиновая лампа, электрические  ЛН и ГЛ, инфракрасные излучатели  и др.).

Б)Тепловые излучатели, используемые для освещения –  источники света (лампы).

    Источники,  богатые инфракрасным (ИК) излучением  – источники ИК излучения (излучатели, ИК излучатели).

В)Темные источники  – источники, доля видимого излучения  которых не превышает доли процента, а температура тела накала не выше 1000 °С (ИК излучатели).

    Светлые  источники – источники, у которых  тот и другой показатель значительно  выше (преимущественно источники  света). 

ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЕ  ИСТОЧНИКИ. 

Люминесцентные  лампы – разрядные источники  света низкого давления, в которых  ультрафиолетовое излучение ртутного разряда преобразуется люминофором в более длиноволновое излучение.

ЛЛ характеризуются  высокой световой отдачей и большим  сроком службы, благоприятным спектром излучения, обеспечивающим высококачественную цветопередачу, низкой яркостью и температурой поверхности лампы; малопригодны для наружного освещения и освещения высоких помещений.

Классификация:

По характеру  разряда:

1.ЛЛ дугового  разряда с горячими катодами.

2.Лампы тлеющего  разряда с холодными катодами.

По способу  зажигания:

1.Стартерного зажигания

2.Быстрого зажигания.

3.Мгновенного  зажигания. 

ИМПУЛЬСНЫЕ ИСТОЧНИКИ. 

Импульсная лампа  – ГЛ, рассчитанная на мощные  импульсные электрические разряды, сопровождающиеся интенсивным оптическим излучением.

Классификация:

По конструктивным признакам:

1.Трубчатые ИЛ: разрядный объем ограничен стенками  трубки.

2 Шаровые ИЛ: разряд не ограничен в пространстве.