Co to jest lampa z pustą katodą?

Lampa z pustą katodą jest źródłem światła wykorzystywanym głównie do celów naukowych. Te lampy tak naprawdę nie istnieją poza warunkami laboratoryjnymi, co oznacza, że ​​większość ludzi nigdy ich nie widziała. Przez większość czasu lampa z pustą katodą jest stosowana jako metoda dostrajania określonych częstotliwości światła. Częstotliwości te są wykorzystywane do badania składu materiałów i dostrajania w systemach opartych na świetle, takich jak lasery. W zależności od zastosowanych materiałów, wtłaczanych do nich gazów i wpływów zewnętrznych, lampa z katodą może świecić w prawie każdym kolorze widma.

Konstrukcja lampy z pustą katodą bardzo różni się od standardowego światła. Większość tych lamp składa się z czterech głównych części. Anoda i katoda odpowiednio przyjmują moc i ją uwalniają. Są one połączone z dużą szklaną rurką wypełnioną substancją zwaną gazem buforowym. Gaz ten może być dowolną formą gazu obojętnego, zwykle gazem szlachetnym, takim jak neon, hel lub argon.

Gdy energia wchodzi do lampy przez anodę, przesuwa się ona przez gaz do katody. To zaczyna wzbudzać gaz buforowy i zamienia się w plazmę. Plazma bombarduje katodę i indukuje proces zwany rozpylaniem. Dzieje się tak, gdy cząstki o wysokiej energii zrywają atomy z ciała stałego. Te rozpylone atomy i plazma odbijają się coraz bardziej, zyskując energię.

Gdy energia zaczyna się rozpraszać, materiały zaczynają emitować fotony. Fotony te są światłem generowanym przez lampę. Różne materiały emitują różne długości fali światła widzialnego. Widmo fotonów można analizować w celu ustalenia dokładnego składu gazów i napylonych materiałów. Proces ten można zastosować do analizy składu nieznanego materiału lub weryfikacji istnienia substancji w próbce.

Ponadto do dostrojenia określonych długości fali światła można zastosować lampę z pustą katodą. Gdy system oparty na świetle jest zaprojektowany w ramach pewnych parametrów, początkowe zużycie energii i konfiguracje długości fali są często testowane na jednej z tych lamp, zanim trafi ona do systemu świetlnego. Jest to przede wszystkim problem z kosztami; zaprojektowane systemy są często bardzo złożone i kosztowne, dlatego parametry są testowane na tańszych lampach.

W takim przypadku lampa z pustą katodą jest skonfigurowana do używania tych samych materiałów, które zastosowano w systemie opartym na świetle. Gdy energia przepływa przez lampę, badana jest długość fali światła. Gdy moc dostarczana do systemu rośnie i maleje, zmienia się długość fali. Korzystając z tej metody, naukowcy są w stanie określić dokładne wymagania energetyczne i materiały potrzebne do większego systemu, zanim go faktycznie zbudują.