Техника - молодёжи 1951-03, страница 10

Инженер М. СТЕРЛИГОВА

Создание советских люминесцентных ламп — одна из многих заслуг выдающегося советского ученого Сергея Ивановича Вавилова.

Лаборатория Физического института Академии наук СССР создала на основании теоретических и экспериментальных работ академика С. И. Вавилова и его школы ряд разнообразных порошков — люминофоров, которые имеют замечательное свойство светиться под воздействием невидимых ультрафиолетовых лучей. Если такой порошок нанести на внутреннюю поверхность стеклянной трубки, в концы трубки впаять проводники, снабженные железными цилиндриками — электродами, из трубки удалить воздух, заменив его инертным газом под давлением в 6 мм ртутного столба, то при пропускании через трубку электрического тока она начинает светиться приятным мягким светом. Здесь мы видим не только свечение самого газа, но главным образом излучение люминофора, «возбужденного» невидимыми ультрафиолетовыми лучами, создающимися при электрическом разряде в газе.

Особенно богато ультрафиолетовыми лучами излучение паров ртути. Вот почему в трубку с инертным газом добавляют капельку ртути. В зависимости от химического состава люминофора, способа его изготовления и рода газа, заполняющего трубку, получается тот или иной цвет свечения. Например, ортосиликат цинка (виллемит), возбужденный ультрафиолетовым излучением атомов ртути, дает ярко-зеленый цвет. Световая отдача газосветной трубки, покрытой люминофором, то-есть количество света (измеряемое люменами), приходящееся на единицу потребляемой трубкой мощности — один ватт, очень велика. Она превышает 50 люменов на ватт, тогда как светоотдача обычной лампы накаливания такой же мощности равна 10— 11 люменам на ватт.

На четвертой странице обложки, слева внизу, показана невыгодность, с энергетической точки зрения, применения лампы накаливания с цветными стеклами, так как цветное стекло поглощает 70—80°/о светового потока. А в случае применения синего фильтра пропускается всего лишь 2°/₀ светового потока.

В газоразрядных источниках света благодаря иным физическим процессам получения света создаются и иные энергетические соотношения. Свечение разряда в парах ртути имеет голубоватый оттенок. Световая отдача такой лампы равна 5 люменам на ватт. Раньше, до применения люминофоров, для получения трубок различного свечения применялось цветное стекло. Так же как и в лампах накаливания, цветное стекло пропу

скало лучи одного цвета (например, зеленого) и задерживало остальные.

Спектр паров ртути имеет линейчатый характер. Следовательно, от ртутного разряда в зеленой трубке пропускался свет в основном зеленой линии. Светоотдача такой лампы не превышала 2,5 люмена на ватт. Когда же на внутреннюю поверхность трубки нанесли люминофор, то создалась возможность использовать богатое невидимое излучение ртутного разряда. На долю ультрафиолетового излучения (глав-

о

ным образом линии 2537 А) приходится энергии в 50 раз больше, чем на все линии видимого излучения. Значительную часть невидимого излучения люминофор преобразует в видимое. Наибольшую светоотдачу имеют яркозеленые трубки, покрытые виллемитом, так как в этом случае люминофор преобразует большую часть лучистой энергии разряда в зеленый свет, к которому человеческий глаз наиболее чувствителен. Световая отдача их равна 50 люменам на ватт.

С тем же виллемитом трубка, наполненная газом неоном (так же как и ртуть, имеющим мощное ультрафиолетовое излучение), даст красивый золотистый свет. Создан целый ряд люминофоров, дающих в сочетании с различными газами и парами самые разнообразные цвета. Можно приготовлять порош-

Сте.мо присоединения юаосеетных трубок к высоковольтному трансформатору. В lie нт ре — концы гааосветной трубки с электродами.

ки из смеси нескольких люминофоров. Все это позволяет составлять набор трубок с излучением разных цветов и оттенков.

Помимо того, очень большой интерес представляют смеси люминофоров, дающие белый свет. Например, смесь вольфрамата магния и силиката ' цинка — бериллия дает возможность получить от трубки с аргоно-ртупным наполнением белый свет различных оттенков. Такие трубки имеют вь сог.ую светоотдачу—30 люменов на ватт и более. В этом случае мы имеем не один из цветов радуги, а все ее цвета, соединенные вместе. Мы имеем столь нужный на многих производствах и для многих профессий искусственный дневной свет.

Не следует думать, что достаточно истолочь в порошок, скажем, ортосиликат цинка, развести его в клеящем веществе и нанести на внутреннюю поверхность трубки, и у нас будет изготовлена трубка с яркозеленым свечением. Такая трубка светиться не будет. Люминофор изготовляется из особо чистых материалов. Ничтожные примеси некоторых металлов полностью гасят люминесценцию. С другой стороны, абсолютно чистый порошок опять-таки светиться не будет. Он нуждается в специальном «загрязнении», то-есть в него надо ввести «активатор». Таким активатором может быть, например, марганец. В зависимости от рода активатора, режима высокотемпературной обработки и ряда других обстоятельств может получиться люминофор, дающий свечение того или иного оттенка. Так силикат цинка — бериллия может дать как розовато-белое, так и желтовато-белое свечение.

Таким образом, стало возможным создание разнообразных газосветных трубок, которые нашли широкое применение в нашей промышленности и в декоративном освещении.

Газосветные трубки включаются последовательно друг с другом по нескольку штук и присоединяются к трансформатору, повышающему напряжение электрической сети до нескольких тысяч вольт. Для примерного. расчета полагают, что на каждый погонный метр трубок требуется 1000 вольт. Следовательно, для одного слова рекламы требуется трансформатор на столько тысяч вольт, сколько погонных метров трубок будет содержаться во всех буквах этого слова. Допустим, в слове рекламы получилось в сумме 7 погонных метров трубок. Следовательно, для них требуется повышающий трансформатор на 7 000 вольт. Зато ток, идущий через трубки, равен сотым долям ампера и общая мощность, затрачиваемая на всю установку, получается очень небольшой.

На четвертой странице обложки, слева вверху, показаны светящиеся газосветные трубки без люминофора. Их цвет — цвет светящегося газа, когда по трубке проходит электрический ток.

Справа вверху показаны различные газосветные трубки с нанесенным на их внутренней поверхности слоем люминофора. Эти трубки показаны в разрезе. На рисунках видно, что иногда свечение трубки с люминофором (левая часть трубки) имеет совсем иной цвет, чем свечение газа, находящегося внутри трубки (правая часть).

8