Как действует кварцевая лампа


Кварцевая лампа против коронавируса (COVID-19): научные исследования

Дезинфекция в период пандемии — что-то гораздо большее, чем мытье рук с мылом или влажная уборка. Из-за распространения коронавируса ученые всего мира ищут надежные и недорогие способы профилактики COVID-19 и обеззараживания. Человечество давно обратило внимание на дезинфицирующие свойства ультрафиолетового излучения. Эксперты рассказывают, насколько эффективны кварцевые лампы в борьбе с коронавирусом.

Немного истории

Уильям Гершель в 1800 году открыл, что свет имеет невидимый человеческим глазом спектр. Через год Иоганн Вильгельм Риттер доказал существование излучения с длиной волны короче фиолетового (доступного для нашего зрения). Его назвали ультрафиолетовым (от латинского слова ultra — «сверх», «чрезмерно») — «с чрезмерно короткой по сравнению с фиолетовым диапазоном длиной волны» или сокращенно — УФ.

Сидя дома перед закрытым окном, невозможно получить загар, поскольку обычное стекло не пропускает ультрафиолет. Для УФ-ламп используется специальное стекло — кварцевое. Отсюда и название ламп. Процедуры ультрафиолетового облучения называются «кварцевание». В медицинской практике светильники для обеззараживания помещений впервые стали использовать массово во времена Первой мировой войны.

Подробнее об особенностях и видах УФ-приборов можно узнать здесь: Ультрафиолетовые (УФ) лампы и приборы.

Как УФ-лампа действует на организм

Почти сто лет понадобилось науке для обнаружения бактерицидного (способного убивать микроорганизмы) свойства ультрафиолета и создания УФ-лампы.

Ученые проводили опыты, исследования, чтобы понять, как именно этот свет воздействует на микробы:

  1. Молекула ДНК состоит из двух нитей, связанных вместе четырьмя основаниями: аденином, цитозином, гуанином, тимином.
  2. Последовательность этих связей формирует «инструкции» для воспроизведения генома клетки.
  3. Под действием излучения происходит слияние тиминовых оснований, вследствие чего нарушается цепочка ДНК.
  4. Поскольку структура ДНК становится неправильной, живая клетка теряет способность к воспроизведению.
  5. У большинства вирусов, среди которых и COVID-19, геном представлен однонитчатой РНК, где тимин заменен урацилом. Эта структура обеспечивает транспортировку и размножение патогенов.
  6. Ультрафиолетовые лучи не дают транспортной РНК связаться с аминокислотами и останавливают синтез новых молекул. В результате вирус или бактерия не могут размножаться.
  7. При продолжительном воздействии ультрафиолета происходит разрушение клеточных структур и гибель микроорганизма.

Практическая польза от кварцевания

Врачи применяют эту процедуру для лечения и профилактики. Кварцевание с нарушением техники безопасности может быть опасным для здоровья. Ультрафиолетовое излучение по своей природе неоднородно и по-разному влияет на живые организмы.

В зависимости от длины различают такие виды волн:

  • длинные (А) диапазон — 400–315 нм;
  • средние (В) — 315–280 нм;
  • короткие (С) — 280–120 нм;
  • экстремальные — 121–10 нм.

Ультрафиолетовый свет с длиной волны 205–315 нм убивает микроорганизмы. Кварцевые лампы, способные генерировать такие лучи, используют для обеззараживания воздуха в помещениях. О них подробнее советуем почитать здесь: Описание и правила использования кварцевой лампы для дезинфекции помещений.

В больницах, лабораториях стоят устройства с кварцевым стеклом, которое пропускает мягкое и жесткое излучение. «Побочным эффектом» от работы такой лампы является продуцирование озона. Он тоже обладает бактерицидными свойствами. Для использования в терапевтических целях и домашнего применения подходят приборы с увиолевым стеклом, поглощающим жесткое излучение. Эти лампы менее опасны, их можно включать в присутствии человека.

Наряду с противомикробным действием, доказан ранозаживляющий эффект УФ-лучей. Они поднимают иммунитет, снимают воспаление. Даже в домашних условиях можно использовать лампу для облегчения симптомов ОРВИ и ОРЗ.

Читайте подробнее про облучатель «Солнышко ОУФК 01».

Под воздействием лучей с длиной волны 315–400 нм в клетках эпидермиса образуется витамин Д, а кожа приобретает красивый бронзовый оттенок. Это свойство ультрафиолета используется в таких целях:

  • получение загара в соляриях;
  • облучение для профилактики и лечения рахита у ребенка;
  • в сельском хозяйстве для укрепления костно-мышечной системы молодых животных.

Свет длинноволнового диапазона (А) способен превращать токсическое вещество билирубин в безвредные соединения, которые через несколько часов самостоятельно выводятся из организма. Это позволило широко применять УФ-лучи для лечения желтухи новорожденных.

Читайте также: Эффективность использования синей лампы – инструкция по применению.

Убивает ли ультрафиолет коронавирус

В 30-х годах прошлого столетия у домашних птиц ученые впервые обнаружили новые вирусы. Их геном содержал РНК. Семейство за булавовидные включения липидной оболочки, которые при рассматривании под электронным микроскопом напоминают солнечную корону, назвали коронавирусами.

Сейчас известно 40 представителей этой группы. Лишь 7 из них являются болезнетворными для людей. За пандемию 2020 года «отвечает» совсем «молодой», пока не достаточно изученный наукой, вирус SARS-CoV-2. Нехватка информации порождает массу слухов и мифов.

Непроверенные результаты исследований часто выдаются за истину. В некоторых СМИ и интернете появилась информация о том, что вирус мгновенно гибнет под жарким солнцем, а, значит, и под ультрафиолетовой лампой. Но это не совсем так.

Доказано следующее:

  • Коронавирусы погибают при облучении ультрафиолетом с длиной волны 254 нм в дозе от 339 до 423 мкВт*с/см².
  • В зависимости от мощности кварцевой лампы, среднее время гибели коронавируса равно примерно 15–60 минут.

Облучение SARS-CoV-2 ультрафиолетом на протяжении 60 минут в питательной среде приводило к полному отсутствию вирулентности. То есть вирус не погибал, но терял способность инфицировать. Более длительное и мощное воздействие вызывало гибель микроорганизмов.

Согласно исследованию, опубликованному в журнале Nature, ультрафиолетовые лампы с определенным диапазоном длины волны могут уничтожать находящиеся в воздухе вирусные частицы, не причиняя вреда человеку.

Полезное видео по теме:

Поможет ли УФ-лампа от COVID-19

Под действием ультрафиолета коронавирус либо погибает, либо становится неспособным к размножению, в зависимости от дозы и времени облучения. Но УФ-лучи не могут проникнуть внутрь организма и убить SARS-CoV-2 в легких или других органах. Поэтому вылечить COVID-19 с помощью ультрафиолетовой лампы невозможно.

Кварцевание в домашних условиях

Зато облучение открывает широкие перспективы для бесконтактной инактивации вирусной инфекции. Различают два вида кварцевых аппаратов:

  • открытые — при их работе выделяется озон;
  • закрытые — их изготавливают из увиолевого стекла, препятствующего выходу озона и жесткого излучения.

Для дома рекомендуется использовать устройства второго типа. Оно позволяет безопасно обеззаразить квартиру. При проведении кварцевания следует четко придерживаться инструкции производителя, чтобы никому не навредить.

Особенности работы, преимущества и недостатки каждой модели ламп подробно описаны здесь: https://lampasveta.com/ultrafioletovye/ul-trafioletovaya-lampa-v-bor-be-s-koronavirusom#i-4.

Допустимо ли кварцевать медицинские маски

В условиях пандемии коронавируса особо остро стоит вопрос дезинфекции разных поверхностей. Если ручки дверей и выключатели можно обработать антисептиками, то с крупными предметами, одеждой и средствами индивидуальной защиты все обстоит гораздо сложнее.

Ультрафиолетовые лучи убивают не только SARS-CoV-2, но и другие болезнетворные микроорганизмы, которые больной человек выделяет при кашле, чихании, разговоре.

Путем кварцевания можно стерилизовать:

  • стены, двери, окна;
  • детские игрушки;
  • одежду, обувь, медицинские маски;
  • смартфоны, клавиатуру компьютера.

Но при этом, каждый квадратный сантиметр поверхности должен подвергаться воздействию ультрафиолета. По мнению ученых, на участках изделия, попавших в тень, частицы коронавируса сохранят свою активность.

УФ-лучи не убивают COVID-19 так быстро, как спиртсодержащие дезинфицирующие растворы. Поэтому обязательно выдерживать время обработки. Ученые рекомендуют проводить сеанс домашнего кварцевания в течение 30–60 минут.

Эксперты ВОЗ настоятельно предостерегают от дезинфекции ультрафиолетом рук или любых других участков тела!

Попытка избавиться от инфекции таким образом может закончиться развитием эритемы, ожогов, катаракты, новообразований кожи.

Над способом стерилизации средств индивидуальной защиты работают ученые разных стран. Было предложено соорудить своеобразный конвейер, на котором расправленные маски движутся между двумя рядами кварцевых облучателей.

Соорудить самостоятельно такую конструкцию нереально, но можно использовать домашнюю лампу. Как продезинфицировать медицинскую маску, подробно рассказано здесь.

Основное правило: при стерилизации с помощью УФ-облучения воздействию прямых лучей должны подвергаться все поверхности и части изделия.

Рекомендуем видео по теме:

Меры предосторожности

Медики напоминают, что кварцевание при небрежном отношении может быть опасным. Противопоказания для УФ-облучения кварцевой лампой с лечебной целью (горло, раны, поврежденные участки кожи, солярий):

  • аллергия на солнечные лучи, индивидуальная непереносимость;
  • онкологические и аутоиммунные заболевания;
  • туберкулез в открытой форме;
  • патологии почек, ЖКТ, щитовидной железы;
  • проблемы с артериальным давлением, высокий холестерин.

При дезинфекции помещения УФ-лучи не будут непосредственно действовать на организм. Поэтому ограничений нет.

Читайте также: Как защитить глаза от ожога кварцевой лампой – лечение и меры предосторожности.

При кварцевании озоновой лампой нужно выполнять такие требования:

  • На время обработки из комнаты должны выйти люди и домашние животные. Растения нужно вынести.
  • Если кому-то необходимо находиться в комнате, важно использовать защитный костюм и очки. Это поможет избежать ожогов кожи и роговицы глаз.
  • Кварцевание проводят при плотно закрытых дверях.
  • После выключения кварцевой лампы — обязательное проветривание.

Обычно достаточно от 5 до 10 минут. Если ощущается специфический запах (как после грозы), проветривание продолжают до полного исчезновения аромата.

Какую лампу выбрать для дома

Прежде чем покупать облучатель для дезинфекции квартиры, ознакомьтесь с информацией, представленной здесь: Полный обзор и правила выбора ультрафиолетовой лампы.

Перед покупкой постарайтесь ответить на следующие вопросы:

  • Для какой цели нужна кварцевая лампа.
  • Важнее портативная (переносная) или стационарная (устанавливается один раз в определенном месте) модель.
  • Сможете ли вы самостоятельно правильно организовать кварцевание.

От этого будет зависеть, насколько мощную лампу, с каким диапазоном волн, за какую цену выбирать. Внимательно прочитайте инструкцию, ознакомьтесь с отзывами пользователей на нашем сайте.

Интересное видео по теме:

Читайте также: Как выбрать ультрафиолетовый облучатель рециркулятор воздуха: Дезар, Кронт.

Заключение

Пока ученые стремятся разработать вакцину и найти действенные препараты для лечения COVID-19, идет внедрение строгих мер профилактики, включающих изоляцию заболевших и масочный режим. Вы можете самостоятельно проводить обеззараживание поверхностей и помещений с помощью ультрафиолетовой лампы. УФ-облучение — эффективный и действенный метод борьбы с коронавирусом. Главное — правильно использовать его и придерживаться инструкции.

Кварцевый обогреватель и принцип его работы

Кварцевое отопление - это термин, который часто встречается, когда люди говорят о типах отопления. Это фраза, которую мы здесь, в Tansun, придумали много лет назад, но теперь она стала синонимом инфракрасного обогрева. Однако не всем ясно, что это означает. В этой статье мы отвечаем на некоторые из наиболее часто задаваемых вопросов о кварцевом обогревателе.

Что такое кварцевый нагрев?

Кварцевый обогрев - это вид лучистого обогрева, обычно называемого коротковолновым инфракрасным обогревом.

Лучистое отопление использует инфракрасные волны для прямого нагрева поверхностей предметов. Все объекты излучают и поглощают инфракрасное тепло, которое является частью электромагнитного спектра с частотой ниже видимого света. Более горячие предметы излучают больше этого тепла. Это основа технологии большинства кварцевых обогревателей.

Инфракрасное тепло было обнаружено в начале 19 века Уильямом Гершелем, который назвал невидимый свет «инфракрасным», поскольку считал, что он находится «ниже красного света», поскольку «инфракрасный» на латыни переводится как «ниже».Это означало, что Гершель открыл форму света помимо красного света в электромагнитном спектре, и это был первый случай в истории, когда кто-то показал, что существуют типы света, которые нельзя увидеть невооруженным глазом. В самых первых кварцевых обогревателях использовалось так называемое «ближнее инфракрасное излучение» или «коротковолновое инфракрасное излучение», которое ближе всего к красному в световом спектре и способно удерживать большое количество тепла.

Как работает кварцевый обогреватель?

Принцип кварцевого обогрева (вид лучистого обогрева) хорошо известен и используется уже много лет.Электрическая инфракрасная энергия распространяется по прямым линиям от источника тепла. Эта энергия направляется в определенные узоры с помощью оптических отражателей. Инфракрасное излучение, как и свет, распространяется от источника тепла наружу и распространяется на расстоянии.

Кварцевое отопление работает аналогично солнцу, перемещаясь по параллельным линиям, даже способное проходить сквозь космический вакуум. Вот почему кварцевый обогреватель не подвержен влиянию ветра и может напрямую нагревать людей и предметы. Кварцевые обогреватели подходят как для обогрева наружных, так и для внутренних помещений и благодаря своей теплоемкости также очень эффективны для обогрева помещений.

Как работают кварцевые обогреватели?

Кварцевый обогреватель - это распространенный тип инфракрасного обогревателя, и создание и последующее выделение тепла от обогревателя осуществляется нагревательным элементом, заключенным в кварцевую трубку. Нагревательный элемент излучает тепло с необходимой длиной волны, чтобы создать соответствующий уровень интенсивности для нагрева конкретного требуемого материала. Кварцевая трубка предназначена для защиты нагревательного элемента, а также для предотвращения утечки конвекционного тепла.

Принцип кварцевого нагрева заключается в том, что нагревательный элемент сильно нагревается, а кварцевая трубка внезапно нагревается. Когда кварцевая трубка достигает соответствующей температуры, тепло выходит из кварцевой трубки. Длина волны тепла, производимого в результате этого процесса, признана идеальной для человеческого тела. Инфракрасное тепло непосредственно поглощается людьми и объектами, находящимися рядом с кварцевым обогревателем, и очень мало тепла поглощается воздухом из-за того, что инфракрасный спектр почти полностью выходит за пределы спектра поглощения воздуха.

Если вы хотите узнать больше о коротковолновом, средневолновом и длинноволновом кварцевом нагреве, посетите нашу информационную страницу Виды отопления .

Что такое коротковолновая лампа?

Коротковолновые галогенные тепловые лампы состоят из вольфрамовой нити, нагретой пропусканием электрического тока до температуры около 2200 ° C. При этой температуре большая часть излучения находится в коротковолновом инфракрасном диапазоне (1,2 микрона). Однако, как и во всех лампах с вольфрамовой нитью, вольфрам со временем испаряется и осаждается на стенке лампы.

Чтобы предотвратить этот нежелательный эффект, небольшое количество газообразного галогена добавляется в оболочку лампы, и, следовательно, происходит процесс восстановления композиции. Когда вольфрам испаряется, он объединяется с газообразным галогеном с образованием галогенида вольфрама и, таким образом, предотвращает осаждение вольфрама на стенке лампы. Галогенид вольфрама повторно соединится с нитью, высвобождая галоген и повторно осаждая вольфрам на нити. Этот процесс является непрерывным и известен как галогенный цикл.

Для обогрева галогенную лампу закрывают рубиновым рукавом или золотым дихроичным покрытием, чтобы отфильтровать интенсивный белый свет и обеспечить приятное теплое свечение.

Между длинноволновыми излучателями, такими как металлический кожух, и кварцевыми лампами со средними или коротковолновыми излучателями, есть важные различия. Например, эффективность излучения коротковолнового кварцевого нагревателя достигает 96%, а средневолнового нагревателя - около 60%.

Как определить, сколько обогревателей мне нужно?

Для успешного комфортного обогрева во всем отапливаемом помещении должен быть достаточно равномерный уровень тепла.Надлежащая высота установки отдельных кварцевых нагревателей, точное расстояние между нагревателями, диаграмма направленности отражателя и тепловая мощность должны быть указаны для обеспечения надлежащих уровней нагрева в рабочей зоне.

Количество подаваемого тепла также можно регулировать с помощью контроллеров нагревателя, которые могут обеспечивать двухпозиционную или регулируемую мощность. Кварцевые обогреватели идеально подходят для широкого спектра применений и секторов отопления. Взгляните на некоторые из наших диапазонов, представленных ниже. Также посетите наш Справочник по покупке кварцевых обогревателей для получения дополнительной информации.

Tansun предоставляет бесплатные услуги по проектированию систем отопления по запросу, при этом мы можем использовать более чем 35-летний опыт работы в сфере отопления, чтобы предоставить вам инновационные кварцевые обогреватели для любой схемы, которая вам нужна. Пожалуйста, позвоните нам по телефону 0121 580 6200 или напишите нашему специализированному отделу продаж по адресу [email protected] , чтобы помочь вам найти кварцевые обогреватели, подходящие для вашей схемы.

.

Как работает галогенная лампа?

Начнем с обычной электрической лампочки, такой как обычная бытовая лампа. Обычная лампочка состоит из довольно большой, тонкой оболочки из матового стекла. Внутри стакана находится такой газ, как аргон и / или азот. В центре лампы находится вольфрамовая нить накала. Электричество нагревает эту нить примерно до 4500 градусов по Фаренгейту (2500 градусов по Цельсию). Как и любой горячий металл, вольфрам при этом нагревается добела и излучает большое количество видимого света в процессе, называемом накаливанием .См. "Как работают газовые фонари" для получения дополнительной информации о накаливании.

Обычная лампа накаливания не очень эффективна, и ее срок службы составляет от 750 до 1000 часов при нормальном использовании. Это не очень эффективно, потому что в процессе излучения света он также излучает огромное количество инфракрасного тепла - гораздо больше тепла, чем света. Поскольку цель лампочки - генерировать свет, тепло - это пустая трата энергии. Это длится недолго, потому что вольфрам в нити накала испаряется и осаждается на стекле.В конце концов, тонкое пятно на нити накала приводит к разрыву нити, и колба «перегорает».

Объявление

В галогенной лампе также используется вольфрамовая нить, но она заключена в кварцевую оболочку гораздо меньшего размера . Поскольку конверт расположен так близко к нити накала, он расплавился бы, если бы был сделан из стекла. Газ внутри оболочки тоже другой - он состоит из газа из группы галогенов . Эти газы обладают очень интересным свойством: они соединяются с парами вольфрама.Если температура достаточно высока, газообразный галоген будет соединяться с атомами вольфрама, когда они испаряются, и повторно осаждаются на нити накала. Этот процесс переработки позволяет нити служить намного дольше. Кроме того, теперь можно нагреть нить накаливания, а это значит, что на единицу энергии будет приходиться больше света. Однако вы все равно получаете много тепла; и поскольку кварцевая оболочка расположена так близко к нити накала, она на очень горячая по сравнению с обычной лампочкой.

.

Как заменить ультрафиолетовую лампу и кварцевую гильзу?

Sanitron ® УФ-очиститель воды Кварцевая втулка и установка лампы

В этом обучающем видео демонстрируется удаление и замена ультрафиолетового водоочистителя Sanitron ® УФ-очистителем с кварцевой гильзой и бактерицидной УФ лампой.

Mighty Pure ® УФ-очиститель воды Кварцевый рукав и установка лампы

В этом обучающем видео демонстрируется удаление кварцевого чехла и бактерицидной УФ-лампы и замена УФ-очистителя воды Mighty Pure ® .

Minipure ® УФ-очиститель воды Кварцевый рукав и установка лампы

В этом обучающем видео демонстрируется удаление и замена ультрафиолетового водоочистителя Minipure ® UV кварцевой гильзы и бактерицидной УФ лампы.

Bio-Logic ® УФ-очиститель воды Кварцевый рукав и установка лампы

В этом обучающем видео демонстрируется удаление и замена ультрафиолетового очистителя воды Bio-Logic ® UV, снятие кварцевой гильзы и бактерицидной УФ-лампы.

.

Как работают ксеноновые лампы и фонари

Криса Вудфорда. Последнее обновление: 13 февраля 2020 г.

У вас может быть всего доля секунды, чтобы поймать жизненно важный фотография, а что, если это слишком темно, чтобы увидеть? Лампы-вспышки, заправленные газом под названием ксенон , являются ответ. Нажмите кнопку на камере, подождите несколько секунд вспышка для зарядки, нажмите кнопку спуска затвора, чтобы сделать снимок и - ТРЕЩИНА! - у вас внезапно появился весь необходимый свет.Вы также найдете ксеноновые лампы питание кинопроекторов, маяков и сверхярких автомобильных фар. Что такое ксеноновые лампы и как они работают? Это примеры того, что мы называем дуговые лампы, и они работают совсем иначе, чем обычные лампы. Рассмотрим подробнее!

Фото: Маячная лампа: требуется очень яркий свет, чтобы выбросить луч на много миль в море, даже с помощью мощной линзы Френеля (концентрические круги, которые вы можете видеть на заднем плане). Вот почему многие маяки питаются от сверхъярких ксеноновых ламп.Фото Гэри Николса любезно предоставлено ВМС США.

Как работают дуговые лампы?

Все лампы излучают свет, но не все работают одинаково. Лампы накаливания (наши традиционные светильники для дома) излучают свет, пропуская электричество через тонкую металлическую нить (проволоку), поэтому она сильно нагревается и горит ярко. Флуоресцентные лампы очень разные: они пропускают электричество через газ, чтобы сделать невидимый ультрафиолетовый свет, который преобразуется в свет, который мы видим (видимый свет), когда он проходит через белое внутреннее покрытие стеклянной трубки лампы, заставляя ее ярко светиться (или флуоресценция).

Фото: прикрепление ксеноновой лампы-вспышки к плавающему маркеру. Фото Джермейна М. Раллифорда любезно предоставлено ВМС США.

Как и неоновые лампы, ксеноновые лампы являются примерами дуговые лампы . Дуговая лампа немного похожа на небольшую вспышку молнии, происходящую под очень контролируемым условия внутри стеклянной трубки заполнен газом под очень низким или очень высоким давлением (в зависимости от типа лампы). На двух концах трубки есть металлические контакты, называемые электродами, подключаются к источнику высокого напряжения.

Откуда свет? При включении питания газ атомы внезапно оказываются под невероятной электрической силой и разделить на более мелкие части. Это называется ионизацией (или ионизацией газа). Сломанные части атомов (положительно заряженные ионов и отрицательно заряженные электроны) затем падают внутрь. в противоположных направлениях вдоль трубки, при этом электроны устремляются к положительному электроду, а ионы - в другую сторону, образуя электрический ток.Заряженные ионы врезаются в нейтральные атомы и в электроды, испускание энергии в виде вспышки света, называемой дугой это эффективно преодолевает зазор между электродами - как молния. Это пример электрического разряда, поэтому лампы его также называют Газоразрядные лампы . Больше света излучают сами электроды, которые при этом становятся невероятно горячими и ярко горят. Типичные температуры превышают 3000 ° C или 5400 ° F, поэтому электроды обычно изготавливаются из вольфрама, металла с самой высокой температурой плавления (приблизительно 3400 ° C или 6200 ° F).

Цвет света зависит от атомной структуры используемого газа (мы объясняем это более подробно в нашей статье о неоновых лампах). В неоновой лампе излучаемый свет красный; в ртутной лампе - более холодный и голубой свет; в ксеноновой лампе это намного более белый свет, чем естественный дневной свет (солнечный свет). В ртутно-ксеноновых лампах ксенон и ртуть работают вместе, создавая более равномерный световой спектр в более широком диапазоне длин волн.


Иллюстрация: Как три разных типа дуговых ламп производят свет трех разных цветов (модели длин волн).Ртуть излучает более синий свет (более короткие длины волн) и немного невидимого ультрафиолета, в то время как ксенон дает более естественный и даже видимый свет (и довольно много невидимого инфракрасного). Как и следовало ожидать, ртутно-ксеноновые лампы представляют собой компромисс, сбалансированный в более широком диапазоне длин волн.

Кто изобрел дуговые лампы?

Фото: Основная концепция дуговой лампы. Электрический разряд проходит между двумя угольными электродами, испуская свет.

Строго говоря, мы используем термин дуговая лампа для обозначения одного, определенного типа дуговая лампа с угольными электродами и воздухом между ними.До того, как Эдисон, Свон и их современники усовершенствовали лампы накаливания, такие дуговые лампы были действительно единственным типом электрического света в наличии. Они были изобретены в 1807 году (примерно за 70 лет до того, как Эдисон усовершенствовал свою лампу) британским химиком. Сэр Хэмфри Дэви (1778–1829).

Дэви обнаружил, что он может зажечь электрический свет, подключив два угольных электрода (немного похожих на карандаши) к высоковольтному источнику питания. Первоначально он держал электроды касающимися друг друга. Постепенно, раздвигая их, он обнаружил арочный луч света, перекрывающий промежуток между ними - отсюда и название «дуговые» лампы.Дуговые лампы были не очень практичны: они требовали сильный электрический ток заставлял их работать, а высокая температура дуги быстро сжигала угольные электроды в воздух. «Огромный» электрический ток - это не преувеличение: Дэви пришлось использовать батарею с 2000 отдельными элементами, чтобы получить дугу в 10 см (4 дюйма).

Современные лампы накаливания, появившиеся в результате улучшения дуговых ламп двумя способами. Воздушный зазор был заменен на нить накала, поэтому можно использовать более низкие напряжения и токи. Вся лампа также была запечатана внутри стеклянной колбы, наполненной благородным газ для предотвращения сгорания нити в кислороде воздуха.Благодаря этому лампа прослужила намного дольше.

Какие бывают ксеноновые лампы?

Ксеноновые лампы бывают двух различных типов: непрерывно светящие и мигающие.

Ксеноновые лампы-вспышки

Фото: вот очень маленькая ксеноновая лампа-вспышка внутри цифрового камера. Черный и красный провода соединяют два электрода на противоположных концах лампы с большим электролитическим конденсатор (это черный цилиндр, который вы можете увидеть в верхнем левом углу фотографии).Объектив камеры - это черный кружок под вспышкой.

В ксеноновых фотовспышках свет буквально представляет собой вспышку: его хватает на микросекунда (одна миллионная секунды) примерно до двадцатой секунды (нет никакой реальной необходимости в том, чтобы он длился дольше, так как это занимает столько времени, чтобы сделать фотографию) и это примерно в 10–100 раз ярче, чем свет от обычной лампы накаливания. Один из способов получить такую ​​яркую вспышку - использовать источник питания очень высокого напряжения, но это обычно не доступно в таком маленьком и портативном устройстве, как камера.Вместо этого в камерах используется большой конденсатор (устройство для временного хранения электроэнергии). Его задача - создать высоковольтный заряд, достаточно большой, чтобы вызвать разряд в лампе-вспышке, используя только маленькие батарейки низкого напряжения камеры. Это требует времени, поэтому часто приходится ждать несколько секунд, чтобы сделать снимок со вспышкой. Как только сработала вспышка, ксенон в трубке возвращается. в исходное непроводящее состояние. Если вы хотите сделать еще одну фотографию со вспышкой, вам нужно подождать, пока конденсатор снова зарядится, чтобы весь процесс можно было повторить.

Фотовспышки, которые работают таким образом, были изобретены в 1931 году американским инженером-электриком и фотографом Гарольдом Э. Эдгертоном (1903–1990), которому в 1944 году был выдан патент США 2 358 796 на эту идею. В этом патенте он объяснил, как высокое напряжение:

«... вызывает ионизацию газа в лампе-вспышке, создание проводящего пути через вспышку лампа, позволяющая [конденсатору] разрядиться через это. Возникающая высоковольтная пусковая искра через фонарик даст очень яркая вспышка с очень короткой выдержкой продолжительность.Время, прошедшее между закрытием кнопочный переключатель и вспышка света от лампы-вспышки очень кратко. Следовательно, возможно произвести эту очень яркую вспышку света в любой желаемый момент для фотографировать. Когда [конденсатор] полностью разряжен, лампа-вспышка гаснет, и цикл готов к повторению ».


Работа: как работала лампа-вспышка Гарольда Эдгертона. Для простоты я только что выбрал здесь несколько ключевых компонентов.Стеклянная лампа (красная, слева, 92) окружена полированным отражателем, чтобы сосредоточить свет на предмете, который вы фотографируете (серый, слева, 25). Он содержит ксеноновую лампу-вспышку (желтый, 18), активируемую электродами (зеленый, 94), отключаемую от вакуумной лампы (фиолетовый, 1) и питающуюся от конденсатора (синий, средний, 11), о чем предположил Эдгертон. 28 мкФ заряжены примерно до 2000 вольт. Лампа-вспышка может питаться либо от традиционной розетки (бирюзовая, справа, 71), либо от переносного аккумулятора (темно-зеленый, внизу, 69).Они подаются на трансформатор (оранжевый, 45), который вырабатывает высокое напряжение, необходимое для зарядки конденсатора. Лампа может включаться автоматически затвором камеры (серый, левый, 66) или вручную нажатием кнопки справа (51). Иллюстрация из патента США 2 358 796: фотография со вспышкой, сделанная Гарольдом Эдгертоном, любезно предоставлена ​​Управлением по патентам и товарным знакам США.

Другие ксеноновые лампы

Другие виды ксеноновых ламп больше похожи на неоновые лампы. и постоянно излучают меньшее количество света.Вместо прохождения огромное количество электричества через газ очень быстро произвести внезапная "дуга" света, они используют меньшее, более стабильное напряжение для производят постоянный разряд яркого света. Лампы для кинопроекторов и маяковые лампы работать таким образом.

Ксеноновые фары HID

Ксеноновые фары HID (высокоинтенсивный разряд) используют относительно небольшие лампы с крошечным дуговым зазором между электродами (всего 2 мм или 0,1 дюйма). Изобретенные Philips в начале 1990-х годов, они утверждают, что «на 50 процентов больше света на дороге». производят как более белый, так и более яркий свет, чем стандартные фары.HID-светильники также более эффективны, производя больше света от лампы с меньшей мощностью. Поскольку они меньше, они позволяют дизайнерам больше гибкости при стилизации передняя часть автомобиля более аэродинамична, что может привести к гораздо большей экономии топлива. Что касается недостатков, они действительно излучают ультрафиолетовое излучение, и им нужны встроенные фильтры, чтобы предотвратить это. повреждение компонентов лампы. Как и люминесцентные лампы, HID-лампы также нуждаются в устройстве. называется балластом , компактной электронной схемой, обеспечивающей высокий пуск напряжение для создания начальной дуги в лампе, затем регулирует ток до после этого поддерживайте постоянную яркость дуги.

К сожалению, яркие фары, которые подходят вам, могут не так хорошо работать с другими водителями, если они вызывают ослепление и блики. Вот почему скрытые огни не являются законными во всех странах / штатах. В некоторых странах они легальны только в том случае, если они установлены правильно (например, как «оригинальное оборудование» производителем автомобиля), не дооснащены (в качестве дополнительного комплекта), и если они «самовыравнивающиеся» (что означает, что они автоматически регулируются для компенсации неровностей, поэтому они продолжают указывать вниз на дорогу).


Изображение: Типичная ксеноновая HID фара от компании General Electric в начале 1990-х годов. 1) Трубка из кварца или плавленого кварца; 2, 3) суженные части трубы, полученные нагреванием и поверхностным натяжением; 4,5) стержневые вольфрамовые электроды; 6,7) Молибденовые свинцы. Трубка содержит смесь ртути, галогенидов металлов и газообразного ксенона, а зазор между электродами составляет примерно 2–3 мм. Изображение, любезно предоставленное Управлением по патентам и товарным знакам США, из патента США 5,121,034: Акустический резонанс работы ксенон-металлогалогенных ламп.

Что вообще такое ксенон?

Иллюстрация: Периодическая таблица химических элементов, показывающая положение ксенона. Обратите внимание на то, как все закончилось справа с благородными газами и ближе к низу группы 18. Это говорит о том, что атомы ксенона относительно тяжелые, вот почему ксенон тяжелее воздуха.

Вы слышали о неоне? Ксенон аналогичный. Гелий, неон, аргон, криптон, ксенон и радон - химические элементы из части Периодическая таблица, которую мы называем благородными газами (когда-то называлась «инертными газами», потому что они не так хорошо реагируют с другими элементами).Если вы вспомните школьную химию, благородные газы - это элементы в крайнем правом столбце.

На что похож ксенон? У него нет цвета, вкуса или запаха, но он присутствует в воздухе вокруг нас в мельчайших подробностях. количества - примерно одна молекула ксенона на каждые 20 миллионов молекул других газов. Ксенон атомы имеют атомный номер 54 (намного тяжелее, чем атомы кислорода или азота), поэтому газообразный ксенон примерно в 4½ раза тяжелее воздуха: если вы ищете ксенон, смотрите ближе к земле! Ксенон - это газ на Земле, потому что он плавится примерно при -111 ° C (-168 ° F) и кипит при -107 ° C (-161 ° F).

Кто открыл ксенон?

Большинство благородных газов, включая ксенон, были обнаружены шотландским химиком. Сэр Уильям Рамзи (1852–1916), получивший Нобелевскую премию по химии в 1904 году за свою работу. Согласно с Шведская королевская академия наук, присудившая премию:

«Открытие совершенно новой группы элементов, из которых ни один представитель не был известен с какой-либо достоверностью, является чем-то совершенно уникальным в истории химии, поскольку по сути является достижением в науке особой важности.Тем более примечательным является этот прогресс, когда мы вспоминаем, что все эти элементы являются компонентами атмосферы Земли, и что, хотя они, очевидно, настолько доступны для научных исследований, они так долго сбивали с толку выдающихся ученых ... "

Цитата из выступления профессора Я.Э. Седерблома, президента Шведской королевской академии наук, 10 декабря 1904 г.

Узнать больше

  • Ксенон: факты и цифры из периодической таблицы онлайн Королевского химического общества.
  • Xenon: вводный видеоролик Школы химии Ноттингемского университета, посвященный Нил Бартлетт, химик-новатор, который показал, что благородные газы обладают большей реакционной способностью, чем когда-то считалось возможным.
  • Записная книжка сэра Уильяма Рамзи: Как невинно выглядящая лабораторная тетрадь помогла изменить наш мир.

Фото: "Хммм, может, ксенон все-таки не такой уж безреактивный?" Это то, что химики Джон Мальм, Генри Селиг и Говард Клаассен из Аргоннской национальной лаборатории, завершившейся в октябре 1962 года, когда они успешно получили эти сверкающие квадратные кристаллы тетрафторида ксенона - первого простого искусственного соединения ксенона, когда-либо произведенного.Одной из любимых шуток Мальма было то, что химики развешивали свои лабораторные халаты в тот день, когда кто-нибудь обнаруживал твердое соединение благородного газа - именно этого он и его коллеги добились. Фото любезно предоставлено Аргоннской национальной лабораторией опубликовано на Flickr под лицензией Creative Commons.

.

Смотрите также