光源原理 考题答案

1、考试信息 时间：1 月 19 日上午 8:3010:30地点：HGX210 题型：判断, 选择, 填空, 名词解释, 简答, 计算 答疑： 1 月18 日下午1:304:30, 电光源楼207 2009-01-08源原理与设计, 复习要点第一章 光源的特性参量光波长的划分区域（P1）表111光的各个波长区域光光丿光光丿波反区域(单位：nm、1200艺 0050030038038。他0420450450490490560560590590620620780 7801500 1500100(*0100001000000区域名何 真空紫外区远紫外区紫外区近紫外区 紫 蓝 青 绿 黄 橙 红 近红外区

2、， 中红外区红外区 远红外区.2.辐射度量和光度量，以及它们之间的关系（辐射度量P14，光度量P812）（一）辐射度量1辐射能量Q e定义：光源辐射出来的光（包括红外线、可见光和紫外线）的能量称为光源的辐射能量。单位： J 焦耳。2辐射通量（辐射功率巴定义：在单位时间内通过某一面积的辐射能量称为经过该面积的辐射通量,而光源在单位时间内辐射岀去的总能量就叫做光源的辐射通量。辐射通量也可称为辐射功率。单位： W 瓦。3辐射强度丨e定义：光源在某一方向上的辐射强度丨是指光源在包含该方向的立体角Q内发射的辐射通e量P与该立体角Q之比：I =P/Qee e单位： W/sr当光源在空间各个方向发岀的辐射通

3、量均匀分布时，I =P/4ne e辐射出（射）度M和辐照度EeeM定义：一个有一定面积的光源，如果它表面上的一个发光面积S在各个方向（在半个空间e内）的总辐射通量为P，则该发光S超的辐射出（射）度为M =P /See e单位： W/m2E定义:表示物体被辐射程度的量称为辐照度E。它是每单位面积上所接收到的辐射通量数,ee即E =dP /dS （s表示接收器的面积元）ee辐射量度 Le定义：光源在给定方向上的辐射亮度L（Q，0 ）是光源在该方向上的单位投影面积、在单位e立体角中的辐射通量即L（Q，0 ）= P（Q，0 ） / （S*cos0 *Q）S代表发光面的面积，0e是在给定方向和发光面法线

4、之间的夹角，Q是给定方向的立体角，P（Q，0 ）是在该立体e角内的辐射通量。单位: W/（m（射）度M =dM （入）/d入，单位：W/m3入e光谱辐射量度定义：光源发出的光在每单位波长间隔内的辐射亮度为光谱辐射量度（射）度M =dM （入）/d入，单位：W/m3入e光谱辐射量度定义：光源发出的光在每单位波长间隔内的辐射亮度为光谱辐射量度la，即入L =dL （入）/d入，单位：W/（m3*sr）入e（二）光度量光通量0定义：光源在单位时间内发出的光量称为光源光通量0单位：lm（流明），相当于W光强度 Ivv定义：光源在给定方向上单位立体角内辐射的光通量I， I=d0/dw 单位：坎德拉 cd

5、如果光源是各向同性的，=4nl照度E定义：单位面积上受到的光通量数，即E=0/S单位：勒克斯（lx）出度M 定义：光源上每单位面积向半个空间内发出的光通量。单位： lm/m2光照度与光岀度M=p E, p是小于1的系数，称为漫反射率。亮度L 定义：光源在某一方向上的单位投影面、在单位立体角中发射的光通量 单位： cd/m2， 1cd/m2=1lm/（m2*sr）对于余弦辐射体，有M=n L光量 Q 定义：光源在单位时间段内所发出的光的总和称为（该时间段内的）光量。单位： lm*s， lm*h TOC o 1-5 h z L（Q，0 ）通常与方向有关，若L（Q，0 ）不随方向而变，则I，0 ）正

6、比于cos0，即 eeeI（0，0 ）=I cos0。满足上式的特殊辐射体称为余弦辐射体，黑体就是这样的辐射体。e0对于余弦辐射体，有M =n Lee光谱辐射量（辐射量的光谱密度）光谱辐射通量 定义：光源发出的光在每单位波长间隔内的辐射通量称为光谱辐射通量（简称 谱辐通，也可称为辐射通量的光谱密度）P，P = P/入，单位：W/m入入e光谱辐射出（射）度 定义：光源发出的光在每单位波长间隔内的辐射出度称为光谱辐射出光度量单位辐射度量单位光诵暈 (luminous flux)lm辐诵 SF (radiation flux)W光强/ (hmiinous intensity)cd辐射强度 Ze(ra

7、diant intensity)W/Sr出度M (luminous emittance)lm/m2辐出度Mg (radiant emittance)W/m2照度 E (illuminance)lx辐照度乓(iiiadiance)W/m2亮度工(hniiinance)nt辐亮度乓(radiance)W/(Sr ill2)II$下面标有横线的关系式只适用于余弦辐射体3.光效计算公式(P1213)00光效率(efficiency):光源的辐射能量占输入能量的百分比。山oO光效能(efficacy):光源的光通量与输入能量的比值。=巧7光效能(efficacy):光源的光通量与输入能量的比值。Km=

8、683 lm/W光效(efficacy):光源的光通量与输入能量的比值。nv转换成可见辐射的功率占总功率的比例K 辐射光效光源的色温（P14）当光源所发出的光的颜色与黑体在某一温度下辐射的颜色相同时,黑体的温度就称为该光源 的颜色温度Tc,简称色温（CT）。光源的显色性（P13）光源的颜色有两方面的意思：色表和显色性。人眼直接观察光源时所看到的颜色称为光源的 色表。显色性是指光源的光照射到物体上所产生的客观效果。如果各色物体受照的效果和标 准光源（黑体或重组日光）照射时一样，则认为该光源的显色性好（显色指数高）；反之，如果 物体在受照后颜色失真，则该光源的显色性就差（显色指数低）。显色性也称演

9、色性或传色性。光源寿命：全寿命、平均额定寿命和经济寿命（ P16） 全寿命灯点燃到不能工作的时间 平均寿命随机抽取的光源样品在额定条件下燃点时寿命的平均值,也即 50%的灯不能工 作时所燃点的时间 经济寿命（有效寿命）光源的光通维持率下降到某一百分比时所燃点的时间 （一般室外 70% , 室内 80% 是可接受）一般有：经济寿命平均寿命全寿命第二章 普通白炽灯黑体的普朗克辐射 *斯忒藩-玻尔兹曼定律（P21）光谱辐出度対整个光谱区积分得黑体与环境有热交换时3.维恩位移定律（P22）普朗克公式微分=0,得维恩位移定律AmT = b AmT = b = 2.90 (gm-kK)图2. 1.4爲与温

10、度的关系(Um 76h4.大功率白炽灯需软启动的原因（PPT17）对大功率热辐射光源, 电流冲击可能熔断灯丝或烧毁电源。解决的方法：软启动, 使电压或 电流缓缓上升到额定值。热对流的产生内摩擦：粘滞系数n灯丝温度5白炽灯内的Langmuir气体层及充气作用（P29热对流的产生内摩擦：粘滞系数n灯丝温度气体稳定层朗（谬尔层）-紧贴灯丝.不流动直径bdf/2rb/2.只有对流.温度耐的 n（T）温度耐的 n（T） = D（77）rjV（，7）10-6（N s）/m2 粘滞系数.一/丄 、灯丝直径 常数.温度f吋的泡壁温度7.57.7气体密度充气作用：总结：充气可抑制钨蒸发 充气引起热损耗 充入分子

11、量大的气体可更好抑制蒸发和减小热耗采用螺旋灯丝可使Pc下降采用螺旋灯丝可增加寿命（机械强度增大） 具体：（ fromP33）【（1）充气能抑制钨的蒸发，所充气压越高，效果越好。当灯丝工作温度 Tf 保持不变时， 充气可以使灯的寿命 H 延长；而当维持同样寿命时，充气可允许灯丝的工作温度提高，这 时只要灯丝结构设计合理，便可提高灯的光效。（2）因所充气体的导热作用，灯损失功率P ,当压强增加时，这部分功率损失也增加。这C一作用与充气的前一效果是相反的。因为白炽灯的质量常用灯泡的内在质量q=n H/7这个a 值来衡量，所以对一定的灯（指灯丝结构和输入功率一定），存在着一个最佳的充气压，这时 qa最

12、大；当气压再升高时，由前者获得的寿命H的增益不足以补偿后者引起的光效n损失， 结果反使q下降。a（3）所充惰性气体的分子量越大，抑制钨蒸发的效果越好，气体的热导损失也越小。因此灯中充氪气比充氩气好，充氙气更好。但氪、氙等比氩更容易发生放电现象，因此对高压灯 泡，还应掺入一定比例的氮气，灯的内导丝之间的距离也不能太近。充气灯中应采用螺旋形灯丝，因为缩短灯丝长度对延长灯的寿命和减小灯的热导损失 都是有益的。】第三章 卤钨灯卤钨循环原理(P51)答：不同的温度蒸发的钨在泡壳温度(Tw)下易形成易挥发的化合物W+nX WXn在灯丝温度区域分解WXnW+nX反转温度 Tr：Kp(T)=1 对应的温度卤钨

13、循环剂的种类及特性(P52)碘，漠対灯丝丝脚、支架腐蚀很大现在常用循环剂漠化氢HBr漠卬烷CH3Br -对宇殖系统仃危害二滉甲烷CH2Br2 -常用漠仿CHBr3氯仿CHC13K3. 3.7 TiOt Si0,红外反射.殖的光谓透过來曲线100rK3. 3.7 TiOt Si0,红外反射.殖的光谓透过來曲线100r厂、红外反射膜空邑图川 爭层介质干描腹的结构示慰At)图X 3.8采用红外反射膜的卤儕灯的光谱辐射功率分布I实线)多层介质干涉膜空邑图川 爭层介质干描腹的结构示慰At)图X 3.8采用红外反射膜的卤儕灯的光谱辐射功率分布I实线)采用红外反射膜可以将光效提咼15%20%第四章 气体放电

14、灯的基本原理主要气体放电光源的阴极电子发射机理(LS07 5)热电子发射：加热金属使其中大量电子克服表面势垒而逸出的现象正离子轰击发射：指正离子轰击阴极表面, 将能量传递给阴极中的电子, 使之克服势垒 逸出。辉光放电的阴极主要发射方式正离子轰击场致发射：又称为冷电子发射, 指在金属阴极表面施加一个强电场 , 使阴极表面势垒降 低, 隧道效应明显, 大量电子得以渡越势垒, 逸出阴极表面电子轰击发射：如果轰击电极的电子具有足够的能量，它就有可能从电极打出电子。对 低气压高频放电很重要光致发射：光电效应气体放电中主要的原子过程(LS07 11)碰撞、激发和电离。热运动、迁移、扩散、双极扩散。简言之,

15、 双极扩散就是荷分离产生的 径向电场使电子离子以相同速率向管壁扩散。气体放电的全伏安特性曲线(LS07)OA段：外致电离的带电粒子在电场作用下，向电极运动形成电流。电场E f , IfAB段：E ff ,所有外致电离的电荷都到达电极 电流饱和BD段：雪崩放电。在C点使I指数式上升，而电压基本不变：，放电从非自持向自持过渡 DE段：此时阴极通过增加发射面积使I阴增大，故V阴不变，但I已足够大，V等匚故V IEF段：正常辉光放电。阴极电流密度J=const, I=JS, Sf , If。F点，所有阴极表面已用于发射FG段：I ff ,需J f，故V阴f , V阴 V等，故V f ,即反常辉光放电G

16、H段：I ff足够大，电极温度达到热电子发射温度ff V阴I - V等I - VI弧光放电辉光放电与弧光放电的区别辉光放电由阴极区、负辉区、法拉第暗区、正柱区、阳极区5 部分组成，而弧光放电由阴极 位降、正柱区和阳极位降3 部分组成；辉光放电工作于高电压、小电流，而弧光放电工作于 低电压、大电流；低气压弧光放电的正柱区除具有更高的带电粒子浓度外，与辉光放电正柱 区的性质基本一样，但是，在高压弧光放电中则有着不同的物理过程和性质。线光谱、带光谱和连续光谱的形成原因(LS09 13)激发态原子自发跃迁到低能级- 线光谱激发态分子自发跃迁到低能级- 带光谱正负带电粒子复合- 连续谱谱线放宽机制(LS

17、10 4)辐射原子自身原因：自然宽度一不确定原理；多普勒宽度一多普勒效应外界原因：压力放宽一外部粒子对辐射的干扰；斯塔克放宽外部电场的影响辐射转移方程的推导及其求解 *第五章 荧光灯汞在各种气体放电灯中的作用 发光材料： 缓冲气体： 启动气体：无汞气体放电灯的可行性 无汞时，电压低。寻找材料替代汞的特性不同管径低气压汞放电的最佳汞蒸气压38mm(T12)0.8Pa;稀有气体在各种气体放电灯中的作用 启动： 缓冲： 发光：稀有气体作用闪应厶 + 4ad + 只fall + 4eat缓冲气体：化f咗QB) f -P说f% f7? = 0.8 Pa.化=5 cm.电子町能未经碰撞就已运动到管壁而损失

18、掉充= 100 Pa. x e = 0.01 cm.使电子的碰撞次数大大增加%3*(11.57 V) 吃理(10.4 V). Ar基本不激发和电离潘宁效应降低丿J动电压减小双极性扩散引起的 管壁损失工沏控制电导率减少电极物质的损失充气太多时增加弹性碰撞损失片關匸% i601 2厶（601 2厶（X133.3P 砧5低气压汞放电正柱的能量平衡方程(P145) 电子从电场获得的能量=电离能量+弹性碰撞损失+紫外辐射+其他辐射6荧光灯的发光原理(P150) 与热辐射相比荧光是一种产生具有很少热量的光的过程。适当的材料吸收高能辐射，接着就 发出光，所发光子的能量比激发辐射的能量低。当发光的材料是固体时

19、，该材料通常就称为 荧光粉。激发荧光的高能辐射可以是电子或具有高速度的离子，也可以是从Y射线到可见光 范围的光子，但其波长要比发射的光的波长要短。在荧光灯中，是靠放电产生的253.7nm 紫外辐射来激发荧光粉产生要求的可见光谱，因此是一种光致发光过程。7荧光灯的外径由38 mm缩小到3 mm带来哪些宏观和微观的变化？宏观：缩小管径，电场E增加微观：电子温度Te增加，Hg(6】P)浓度增加,185 nm辐照度增加，荧光粉光衰增大。8 荧光粉的发光原理( P150)荧光粉含有激活中心，它们都是特定的离子，或者是单个的阳离子，或者是络阴离子。当紫 外辐射入射到荧光粉上时，某一激活中心的束缚电子被激发

20、到比基态高得多的能级上但仍被 束缚于该特定的离子中。一部分吸收能量通过振动能的形式转移给周围的固体离子，而该电 子则降低到它的最低激发态。电子在该激发态停留的时间从10吗到长达10s之久，然后以 光子的形式辐射能量而回到基态。与热辐射的连续光谱和气体放电辐射的原子线光谱不同， 荧光粉的发射光谱是单个光谱带，带宽可在几纳米到160nm之间变化。9. 稀土三基色荧光粉为何能提高光效？ 光效计算公式如下=址WK可见增加 380nm780nm 的光可提高光效。稀土三基色荧光粉中心波长: 蓝：455485 nm, 绿:525560 nm,红:595620 nm,故可提高光效。为何细管径荧光灯必须用三基色

21、粉？（P166167）（同7题微观）管径为38mm的普通荧光灯采用卤磷酸盐荧光粉。对管径为26mm （T8）的 细管荧光灯，由于表面负载本身就比 T12 灯大，加之管径细时电子温度升高，使 185.0nm 紫外辐射的比例增加，因而T8灯的185.0nm辐照度是T12灯的2倍左右。这样，就加速了 卤磷酸盐荧光粉的衰退过程。对于管径为17mm和12mm的紧凑型荧光灯和T5荧光灯，由 于它们承受的185.0nm辐照度要比T12灯大6倍左右，因此必须采用稀土三带荧光粉。荧光灯的尺寸和电参数计算（ P165）灯的尺寸计算公式灯电压/畸变因子（查表）灯电流 ” 灯功率P=c（IM 已知片,厶,计算出灯电压

22、/阴极位降（读图）电场强度（査表）I /*计算出正柱长度厶灯电压耳+ /c*计算出正柱长度厶阴极区长度.2040 nmi关键：预先测定各种条件下的E, Fax为使灯稳定工作，取FJW0.56匕=220X0.56 = 123 V12.荧光灯电极结构和电子发射机理（P167168）结构：电极包括阴极和阳极。交流工作时，电极既作阴极也作阳极。 电极需要能有效地发射和收集电子。阴极主要用于产生热电子发射。阴极灯丝结构：双螺旋阴极.编织阴极.三螺旋阴极.棒状阴极。 机理：阴极的餌螺旋上沾满二元氧化物（CaO, SrO, BnO）作为电r 发射材料,功函数L6 eV,丄作温度900-1000 C重量比Ca

23、O : SrO : BaO =10%: 40% : 50%阴极发射电/的活件物质是何!原/层，6BaO + W Ba3WO6+ 3Ba阴极的制备：先涂覆二元碳酸盐，再真空加热分解控制荧光灯汞蒸气压的对策（P170）控制冷端温度和使用汞齐（填空、选择）高频电子镇流器的频率范围、选择依据及其提高荧光灯光效的原因（P177181） 频率范围：荧光灯：2030kHz或4050kHz ;电视机、录像机遥控器：3540kHz 提高荧光灯光效的原因：（1）在 50Hz/60Hz 下，放电中的大部分电子和离子在电流反向时由于灯消电离而丧失， 放电必须周期性地提供一定的能量以重复点火。但在高频放电（高于10KH

24、Z）的条 件下，电流反向时灯内仍有足够的带电粒子存在，不再需要花费额外的能量来重复 点火。（用于重复点火的能耗减少）（2）高频下，电极在作为阳极的半周内振荡的消失，减少了电极位降损耗。带启辉器的荧光灯的启动过程（P175）荧光灯最常用的工作电路是开关启动电路，如图5力.1所示。当电源接逋时，久20V电荧光灯幵关启动电路压不能使灯启动，但能使启辉器发生辉光放电。辉光放电时 产生的热量加热了双金属片；使双金属片向外弯曲并和固定 的电极接触。于是电流便流过启辉器、镇流器加热电极灯丝， 使其达到热发射的温度。当双金属片-旦闭合，辉光放电就 停止,双金属片开始冷却。冷却到一定温度后,两电极又重新 断开，

25、双金属片恢复原状。两电极闭合的一段时间也就是灯 丝的预热时间，这一段时间的长短要适当（约05丹），太长 会缩短灯丝的寿命，太短又会因预热时间不够使电子发射物荧光灯幵关启动电路质损耗增大。灯丝经过预热，发射出大最电子，使灯的启动电压大大降低、通常可降低到未 预热时启动电压的寺寻）。同时，在启辉器两电极斯开的瞬间，灯丝的加热电流突然被切 断，在镇流器的两端产生一个很大的自感电动势。这个电压与电源电床叠加后作用到灯上， 使灯开始放电，这样灯就点燃。灯点亮后，加在启辉器上的电压（即灯两端的电压）只有约 100V,而启辉器的熄灭电压在130V以上，所以这时启辉器不会发生动作。这就是荧光灯 的预热启动过程

26、。 .”-不同管径荧光灯光电参数的特点比较（同7题）无极荧光灯的工作原理（P190）高频电源通过感应线圈耦合 , 在放电管中产生交变电磁场 , 从而使放电管中气体电离和激 发。频率足够高时, 放电管无需电极存在, 放电能持续稳定进行。冷阴极荧光灯的工作原理与热阴极荧光灯的区别：阴极电子发射方式不同，为冷阴极二次电子发射发光原理同热阴极荧光灯第六章 高压汞灯和超高压汞灯在0.1 Pa300 atm气压范围内，汞蒸气放电灯的光效变化及其原因(LS16 3)光效随气压变化的原因：AB:t , Hg (6中J向高能级的激发f,高能级间跃迁t,可显光可tt t , elg弹性碰撞 t , TT n CD

27、： 7g很高，热电离和热激发，n 几低，电弧收缩T = 5500 K,pH = 1 5 atm, 点弧绳化2.用谱线发射系数估算谱线功率(P203式6.1.3)波尔兹曼定律：发射系数：pHg100 atm,超高压汞灯2.用谱线发射系数估算谱线功率(P203式6.1.3)波尔兹曼定律：发射系数：功率：P=4n V(V为体积)高压汞灯的温度分布轮廓 *爱伦巴斯通道模型的基本思想(LS16 6)T=T-放电通道，产生全部辐射乜心T=T.,.无辐射影响高压汞灯谱线强度的因素单位弧长输入功率P1,单位弧长充汞量m,内直径d(1)m, d恒定。P1仁Teff仁高能级浓度仁上能级高的光谱，强度增加速度(P1

28、-10)快（2）P1, d恒定。mf, Teff I ,上能级高的光谱线强度/（3）P1, m 恒定。线光谱强度与 d 无关（4）更高气压, 高能级与电离态重叠,上能级很高的线光谱变为连续谱高压汞灯中连续谱的产生原因1）共振线放宽2）电子和离子的复合 3）分子辐射HID灯的电极结构和电子发射机理（未找到）LS18 11）结构: 内螺旋为双螺旋或三螺旋，减少电极热容, 增加电子发射材料,灯易启动, 长寿命高压汞灯的启动过程热启动等热启动等36 min,冷却到v200 PC才能再次启动-击穿后,低气压Hg-A放电，勺小,力大 几仁脳仁咐电弧收缩低温启动-双辅助电极 -Ar-Ne潘宁气体 -降低启动

29、电阻9.影响高压汞灯启动电压的因素（LS18 17）g,潘宁效应电极发射性能与几何尺寸杂质气体:H?的危害（日2对石英有渗透效应）H2+Af 2H + Ar 破坏潘宁效应Hr+HX2H + Hg破坏逐级电离10超高压汞灯的种类、结构和特性（LS19 4）1球形超高压汞灯：增加单位弧长对应的表面积 a）球形超高压汞灯结构Hg+Ar8mm,对流稳定型极距I larc8mm,*电极稳定型b）特性E正比于PHgE和关系不明显E=J/eneJJe II SaJJ基本不变i L的经验公式毛细管超高压汞灯d二 1 3mmfe/ / /管壁稳定型灯管成毛细管石英11投影机对UHP的要求（LS19 8）高亮度、

30、长的寿命、寿命期间保持光色的稳定性、安全和方便使用12光辐射机制比较：低气压汞放电灯，高压汞灯，超高压汞灯低气压（0.1 Pa）: 低压汞灯, 荧光灯 大部分能量集中在254 nm, 高效率紫外灯可见光 56 lm/W 用荧光粉将紫外转化为可见光, 高光效高气压（10 atm）: 高压汞灯Tg = 5500 K, pHg = 15 atm,电弧绳化可见辐射增强, 5060 lm/W超高气压（100 atm）:超高压汞灯在高压汞灯的基础上，用增大电流密度或增大电场E的方法提高功率输入密度7080 lm/W, 高亮度光源,第七章 钠灯1、低压钠灯的发光原理, 为何具有最高光效？答：发光原理：利用低

31、压钠蒸气放电。低压钠蒸气在许多方面和低压汞蒸气放电相似，具有 典型的低压金属蒸气放电的特性，放电时大部分辐射能量都集中在共振线上，适当选取放电 条件可以获得很高的共振辐射效率。（ P245）光效高：低压钠蒸气放电所产生的钠的共振辐射在可见光人眼比较敏感的区域，无需像荧光 灯那样用荧光粉从而造成能量损失。钠原子很轻，气体温度高，因而光谱线有较宽的多普勒 宽度，减少了辐射吸收的机会，得到部分补偿。（ P246）2、潘宁气体的工作原理和种类？答：原理：利用放电时的潘宁混合气体的潘宁效应，使着火电压大大降低。（P255） 种类：氖、氩、氪、氙;氩-汞、氖-氩等。（ P256）3、高压钠灯显色性比低压钠

32、灯好的原因？答：光谱分布，高压钠灯谱线自反。随着钠蒸气压的提高，钠D线中心先出现自吸收然后 自反，近而自反线两边的极大值位置移开更远，因放宽了的共振线两翼得到加强，灯的总辐 射强度仍保持很高，因而获得很高的光效。（P262）4、高压钠灯的结构和电弧管封接方法？答：高压钠灯由封接材料、镀镍铁丝框架、填充辅助气体、电极、放电管（多晶氧化铝）、 铌帽或陶瓷塞、铌管和钡消气剂组成。（P270）封接方法：在电弧管两端各封入一个电极。在钨电极螺旋中藏有包含氧化钡和氧化钙的化合 物作为电子发射材料。封接时电极和铌管点焊，铌管和陶瓷塞，以及陶瓷塞和陶瓷管之间采 用玻璃态焊料封接。为保护封接的部件，高温封接炉中

33、必须抽成真空或充以惰性气体（P270） 第八章 金属卤化物灯1、HID 电弧管中金属卤化物的作用？答：利用金属卤化物循环，提咼蒸气压，提咼灯的光色。（P282）2、金卤灯的分类？答：按光谱特性分类可分为 4 种：（1）选择几种发出强线光谱的金属的卤化物，把它们加在 一起，得到白色的光源。（2）利用在可见光区能发射大量密集线光谱的金属，得到类似于日 光的白光。（3）利用高气压的金属蒸气放电或利用分子发光产生连续辐射获得日光色的光。（4）利用具有很强的共振辐射的金属产生色纯度很高的光。（P286）3、金卤灯中的卤化物循环？答：其在电弧中心的高温区域，金属卤化物分子分解为金属原子和卤素原子，金属原子

34、参与 放电，产生辐射；由于电弧中心金属原子和卤素原子的浓度较高，它们又向管壁扩散，接近 低温有重新复合成金属卤化物分子。依靠这种循环，不断向电弧提供足够浓度的金属原子， 同时又避免金属在管壁上沉积。（P283）4、金卤灯电极的材料和工作特点？答：（1）钍钨电极：用于Sc-Na灯，不与MXn有明显的反应，逸出功2.6 eV； （2）稀土氧化 物电极：不能用于Sc-Na 灯,发射材料:Dy2O3, Y2O3,逸出功2.22.4 eV； （3）纯钨电极:2 kW 以上MH,逸出功4.5 eV, T电=2500 K； （4） ThO2电子粉，发射性能最好。（PDF的LS24第 8 页）5、金卤灯中钠损

35、失机理？答：发自支架的光电子在管壁形成的负电场拉出Na+造成电弧管内丨的过量。（LS24P10）6、金卤灯中汞与金属谱线强度比例的计算？答 ： 根 据 玻 尔 兹 曼 定 律 ， 处 于 激 发 态 r 的 原 子 浓 度 为 nr=n0*gr/g0*exp（-eVr/kbT）=n0*gr/g0*exp（-11600Vr/T）T为电弧温度，n0 为基态原子浓度，Vr 是该激发态的激发电位，g0和gr分别是两个能级的统计权重。据上述公式，金属原子和汞原子分别产生的辐射强度PXM和PXHg可以写成为P入M=C1*pM*exp（-11600*VM/T）;P入Hg=C1*pHg*exp（-11600*

36、VHg/T）pM和pHg分别表示金属和汞的蒸气压,VM和VHg分别是金属和汞的激发电位。（P284）7、金卤灯中铊原子绿线强度的计算 *8、金卤灯中发光分层现象？ 答：在电弧管中发生。有轴向和径向分层，螺旋不稳定性；在微重力下，无径向分层，会发 生不稳定。（PDF的LS25第3页）9、金卤灯中的电解现象？ 答：在有辅助电极时有电解现象：辅助电极正负半周的电流不同。正半周, 吸收电子流 Ie；负半周，吸收电子流li； leHli。（LS24P11）10、金卤灯的重复着火电压？答：Vrei:电极的发射性能的下降是造成Vrei升高的主要原因;Vrei与污染源种类有关;Vrei与 镇流器的电流输出波形有关。电感镇流器有电流过零熄灭时间，尽量缩短此时间。（LS24P18）11、金卤灯能兼顾高光效和高显色性的原因？答：因为等中填充有稀土金属碘化物， SnX, AlX 分子较高温度下稳定, 产生强连续光谱, 显 色性好。（ LS25P4）12、金卤灯的电弧收缩机理？答：金属碘化物对电弧有影响。添加发射密集线光谱