Che cos'è una lampada a catodo cavo?
Una lampada a catodo cavo è una fonte di luce utilizzata principalmente per scopi scientifici. Queste lampade non esistono davvero al di fuori delle impostazioni di laboratorio, il che significa che la maggior parte delle persone non ne ha mai visto uno. Il più delle volte, una lampada a catodo cavo viene utilizzata come metodo di sintonizzazione su frequenze di luce specifiche. Queste frequenze vengono utilizzate per esaminare la composizione dei materiali e sintonizzarsi su sistemi basati sulla luce, come i laser. A seconda dei materiali utilizzati nella loro costruzione, i gas pompati al loro interno e le influenze esterne, una lampada a catodo cavo può brillare in quasi tutti i colori dello spettro.
Il design di una lampada a catodo cavo è molto diverso da quello di una luce standard. La maggior parte di queste lampade è composta da quattro parti principali. Un anodo e un catodo prendono il potere e lo rilasciano, rispettivamente. Sono collegati a un grande tubo di vetro che viene riempito con una sostanza chiamata gas tampone. Questo gas può essere qualsiasi forma di gas inerte, di solito un gas nobile come neon, elio o argon.
Quando l'alimentazione entra nella lampada attraverso l'anodo, si sposta attraverso il gas verso il catodo. Questo inizia ad eccitare il gas tampone e si trasforma in plasma. Il plasma bombarda il catodo e induce un processo chiamato sputtering. Questo è quando particelle ad alta energia scaricano gli atomi da un oggetto solido. Questi atomi sputtered e il plasma rimbalzano sempre di più, guadagnando energia.
Quando l'energia inizia a dissiparsi, i materiali iniziano a emettere fotoni. Questi fotoni sono la luce generata dalla lampada. Materiali diversi emanano diverse lunghezze d'onda della luce visibile. Lo spettro dei fotoni può essere analizzato per determinare l'esatta composizione dei gas e dei materiali sputtered. Questo processo può essere utilizzato per analizzare la composizione di un materiale sconosciuto o per verificare l'esistenza di una sostanza all'interno di un campione.
Inoltre, una lampada a catodo cavo può essere utilizzata per sintonizzare lunghezze d'onda della luce specifiche. Quando un sistema basato sulla luce è progettato in base a determinati parametri, l'utilizzo iniziale di energia e le impostazioni della lunghezza d'onda vengono spesso testati su una di queste lampade prima di passare al sistema di illuminazione. Questo è principalmente un problema di costi; i sistemi progettati sono spesso molto complessi e costosi, quindi i parametri vengono testati sulle lampade meno costose.
In questo caso, la lampada a catodo cavo è impostata per utilizzare gli stessi materiali utilizzati nel sistema basato sulla luce. Mentre la potenza fluisce attraverso la lampada, viene esaminata la lunghezza d'onda della luce. Mentre la potenza immessa nel sistema sale e scende, la lunghezza d'onda cambia. Utilizzando questo metodo, gli scienziati sono in grado di determinare esattamente i requisiti di alimentazione e i materiali necessari per il sistema più grande prima di costruirlo effettivamente.