Optik radyasyon kaynakları

Optik radyasyon kaynakları (başka bir deyişle, ışık kaynakları), birçok doğal nesnenin yanı sıra, belirli enerji türlerinin enerjiye dönüştürüldüğü yapay olarak oluşturulmuş cihazlardır. Elektromanyetik radyasyon 10 nm ila 1 mm dalga boyu ile.

Doğada, bizim için uzun zamandır bilinen bu tür kaynaklar şunlardır: güneş, yıldızlar, şimşek vb. Tutarlı ve tutarsız optik radyasyon kaynaklarını seçmek için bir olasılık.

Tutarlı ve tutarsız radyasyon

lazerler tutarlı optik radyasyon kaynaklarına bakın. Spektral yoğunlukları çok yüksektir, radyasyon yüksek derecede yönlülük ile karakterize edilir, tek renklilik ile karakterize edilir, yani bu tür radyasyonun dalga boyu sabittir.

Optik radyasyon kaynaklarının çoğu tutarsız kaynaklardır; bunların radyasyonu, birçok temel yayıcıdan oluşan bir grup tarafından yayılan çok sayıda elektromanyetik dalganın üst üste binmesinin sonucudur.

Yapay optik tutarsız radyasyon kaynakları, radyasyonun türüne göre, radyasyona dönüştürülen enerjinin türüne göre, bu enerjiyi ışığa dönüştürme yöntemine göre, kaynağın amacına göre, ait olduğu bir yere göre sınıflandırılabilir. Spektrumun belirli bir kısmı (kızılötesi, görünür veya ultraviyole), yapı tipine, kullanım şekline vb.

Işık parametreleri

Optik radyasyonun kendi ışık veya enerji özellikleri vardır. Fotometrik özellikler şunları içerir: ışıma akısı, ışık akısı, ışık yoğunluğu, parlaklık, parlaklık vb. Sürekli spektrum kaynakları, parlaklıkları veya renk sıcaklıkları ile ayırt edilir.

Bazen kaynağın ürettiği aydınlatmayı veya foton akısı gibi bazı standart olmayan özellikleri bilmek önemlidir. Darbe kaynakları, yayılan darbenin belirli bir süresine ve şekline sahiptir.

Işık verimliliği veya spektral verimlilik, kaynağa iletilen enerjinin ne kadar verimli bir şekilde ışığa dönüştürüldüğünü belirler. Giriş gücü ve enerjisi, ışık gövdesinin boyutları, radyasyon direnci, ışığın uzaydaki dağılımı ve hizmet ömrü gibi teknik özellikler, yapay optik radyasyon kaynaklarını karakterize eder.

Optik radyasyon kaynakları, yoğunlaştırılmış bir durumda dengede ısıtılmış bir ışıklı gövde ile termal olabileceği gibi, herhangi bir agrega halinde düzgün olmayan bir şekilde uyarılmış bir gövdeyle ışıldayan olabilir. Özel bir tür plazma kaynaklarıdır, radyasyonun doğası plazma parametrelerine ve spektral aralığa bağlıdır ve burada radyasyon termal veya lüminesan olabilir.

Termal optik radyasyon kaynakları, sürekli bir spektrum ile ayırt edilir, enerji özellikleri, ana parametrelerin parlak bir cismin sıcaklığı ve yayıcılığı olduğu termal radyasyon yasalarına uyar.

1 faktörü ile radyasyon, Güneş'in yakınında 6000 K sıcaklıktaki mutlak bir siyah cismin radyasyonuna eşdeğerdir. Yapay ısı kaynakları elektrik akımı veya kimyasal yanma reaksiyonunun enerjisi ile ısıtılır.

Gaz halinde, sıvı veya katı yanıcı bir maddeyi yakarken alev, katı filaman mikropartiküllerinin varlığından dolayı 3000 K'ye ulaşan bir sıcaklıkta sürekli bir radyasyon spektrumu ile karakterize edilir. Bu tür parçacıklar yoksa, spektrum, spektral analiz için kasıtlı olarak aleve verilen gazlı yanma ürünleri veya kimyasallar için tipik olarak bantlı veya doğrusal olacaktır.

Isı kaynaklarının tasarımı ve uygulaması

Roketler, havai fişekler vb. gibi sinyal verme veya aydınlatma piroteknikleri, bir oksitleyici ile yanıcı maddeler içeren sıkıştırılmış bileşimler içerir. Kızılötesi radyasyon kaynakları genellikle bir alevle veya gazın katalitik yanmasıyla ısıtılan çeşitli boyut ve şekillerde seramik veya metal gövdelerdir.

Kızılötesi spektrumun elektrik yayıcıları, içinden bir akım geçirilerek ısıtılan ve ısıya dayanıklı kılıflara yerleştirilmiş veya hemen spiral, çubuk, şerit, tüp vb. şeklinde yapılmış tungsten veya nikrom spirallere sahiptir. — refrakter metallerden ve alaşımlardan veya diğer bileşimlerden: grafit, metal oksitler, refrakter karbürler. Bu tip yayıcılar, çeşitli araştırmalarda ve malzemelerin endüstriyel ısıl işlemlerinde mahal ısıtması için kullanılmaktadır.

Kızılötesi spektroskopi için, Nernst pimi ve Globar gibi çubuk şeklindeki referans yayıcılar kullanılır ve bunların özelliği, emisyonun spektrumun kızılötesi kısmındaki sıcaklığa kararlı bir şekilde bağlı olmasıdır.

Metrolojik ölçümler, denge emisyonunun sıcaklığa bağlı olduğu mutlak kara cisim modellerinden emisyonların incelenmesini içerir; Böyle bir model, küçük bir girişi olan belirli bir şekle sahip refrakter malzemeden yapılmış, 3000 K'ye kadar sıcaklıklara ısıtılmış bir boşluktur.

Akkor lambalar, günümüzde görünür spektrumdaki radyasyonun en popüler ısı kaynaklarıdır. Aydınlatma, sinyalizasyon amacıyla projektörlerde, projektörlerde kullanılırlar ayrıca fotometri ve pirometride standart görevi görürler.

Bugün piyasada minyatürden güçlü projektör lambalarına kadar değişen 500'den fazla standart boyutta akkor lamba bulunmaktadır. İplik gövdesi genellikle bir tungsten elyaf veya spiral şeklinde yapılır ve inert bir gaz veya vakumla doldurulmuş bir cam şişe içine alınır. Böyle bir lambanın kullanım ömrü genellikle filaman yandığında sona erer.

Akkor lambalar halojendir, daha sonra ampul, buharlaşmış tungstenin ampulden filaman gövdesine geri ters transferini sağlayan iyot veya uçucu brom bileşiklerinin eklenmesiyle ksenon ile doldurulur. Bu tür lambalar 2000 saate kadar dayanabilir.

Tungsten filaman, halojen döngüsünü sürdürmek için ısıtılan bir kuvars tüpün içine buraya monte edilmiştir. Bu lambalar termografi ve xerografide çalışır ve sıradan akkor lambaların hizmet ettiği hemen hemen her yerde bulunabilir.

Elektrikli ışık lambalarında, optik radyasyonun kaynağı, argon dolgulu bir lamba ampulünde veya dış mekanda bir ark deşarjı sırasında elektrot veya daha doğrusu katodun akkor bölgesidir.

Floresan kaynakları

Lüminesan optik radyasyon kaynaklarında, gazlar veya fosforlar, fotonların, elektronların veya diğer parçacıkların akışıyla veya bu koşullar altında ışık kaynağı haline gelen bir elektrik alanının doğrudan etkisiyle uyarılır. Emisyon spektrumu ve optik parametreler fosforların özelliklerinin yanı sıra uyarma enerjisi, elektrik alan şiddeti vb. tarafından belirlenir.

En yaygın lüminesans türlerinden biri, birincil kaynağın radyasyon spektrumunun görünür hale geldiği fotolüminesanstır.Deşarjın ultraviyole radyasyonu fosfor tabakasına düşer ve bu koşullar altında fosfor, görünür ışık ve yakın ultraviyole ışık yayar.

Enerji tasarruflu lambalar, bu etkiyi temel alan kompakt flüoresan lambalardır. Böyle bir 20 W'lık lamba, 100 W'lık bir akkor lambanın ışık akısına eşit bir ışık akısı verir.

Katot ışını tüpü ekranları, katodolüminesan optik radyasyon kaynaklarıdır. Fosfor kaplı ekran, kendisine doğru uçan bir elektron demeti tarafından uyarılır.

LED'ler, yarı iletkenler üzerinde enjeksiyon elektrolüminesans prensibini kullanır. Bu optik radyasyon kaynakları, optik elemanlara sahip ayrı ürünler olarak üretilir. Gösterge, sinyalizasyon, aydınlatma için kullanılırlar.

Radyolüminesans sırasındaki optik emisyon, bozunan izotopların etkisiyle heyecanlanır.

Kemilüminesans, kimyasal reaksiyonların enerjisinin ışığa dönüştürülmesidir (ayrıca bkz. lüminesans türleri).

Hızlı parçacıklar, geçici radyasyon ve Vavilov-Cherenkov radyasyonu tarafından uyarılan sintilatörlerdeki ışık flaşları, hareketli yüklü parçacıkları algılamak için kullanılır.

Plazma

Plazma optik radyasyon kaynakları, bir elektrik deşarjında ​​veya başka bir plazma üretim yönteminde meydana gelen, plazmanın sıcaklığına ve basıncına bağlı olan enerji özelliklerinin yanı sıra doğrusal veya sürekli bir spektrum ile ayırt edilir.

Radyasyon parametreleri, giriş gücüne ve maddenin bileşimine bağlı olarak geniş bir aralıkta değişir (ayrıca bkz. gaz deşarj lambaları, plazma). Parametreler bu güç ve malzeme direnci ile sınırlıdır. Darbeli plazma kaynakları, sürekli olanlardan daha yüksek parametrelere sahiptir.