4.2. Спектры излучения атомов

При отсутствии подводимой энергии атом находится в состоянии с наименьшей  возможной энергией. При определенных условиях он может поглотить энергию извне, и может либо возбудиться, либо ионизоваться. При возбуждении атома валентный электрон переходит на один из более высоких энергетических уровней, оставаясь связанным с ядром. При ионизации атом распадается на свободный электрон и положительный ион. Ионизация требует большей величины энергии.

Возбужденные состояния атома в большинстве случаев неустойчивые, и спустя короткий промежуток времени возбужденный атом переходит в состояние с меньшей энергией, испуская при этом фотон, уносящий разность энергий. Частота испускаемого при этом излучения определяется соотношением:

где - потенциальная энергия возбужденного атома до излучения; - потенциальная энергия атома после излучения; - постоянная Планка.

Так как энергии возбуждения атомов могут иметь только дискретные значения, характерные для атомов каждого вещества, спектр излучения атомов тоже может состоять только из дискретных частот, т.е. спектральных линий. Чем меньше энергия возбужденных атомов отличается от энергии нормального состояния, тем меньшее число частот они могут излучать.

В газоразрядных лампах находят применение пары металлов (ртуть, натрий) и газы (гелий, неон, аргон, криптон, ксенон, азот, водород). Все они обладают различными спектрами излучения, что позволяет создавать лампы с различными свойствами.

5. Работа газоразрядных ламп в электрической цепи.

5.1. Работа ламп в цепи постоянного тока

В обычном состоянии газовый промежуток между электродами выступает в качестве изолятора, и при небольших напряжениях, приложенных к электродам, ток в цепи практически отсутствует. В обычных условиях в газах и парах металла есть лишь ничтожное количество заряженных частиц. Однако при повышении приложенного напряжения выше определенного значения в газовом промежутке резко возрастает ток и появляется свечение.