(5.7)
Испаряющийся вольфрам конденсируется на стенках относительно холодного баллона лампы, где он соединяется с йодом образуя летучее соединение. Реакция восстановления вольфрама происходит при более высокой температуре, и скорость ее растет с ростом температуры. Там, где толщина нити меньше, там при протекании электрического тока выделяется тепла больше и температура выше и интенсивность восстановления вольфрама также выше. Цветовая температура ламп с галогеновым циклом доходит до 4000 К. Для получения спектра близкого к АЧТ применяют ленточные излучатели согнутые в виде буквы П. Излучение из полости ближе по спектру к АЧТ, чем излучение снаружи. Область применения ламп накаливания – 0.35 – 3 мкм. Несмотря на относительно низкую эффективность ламп накаливания, они получили довольно широкое распространение в качестве источников света. Это обусловлено удобствами эксплуатации, простотой обращения, возможностью включения в электрическую сеть без дополнительных устройств.
В инфракрасной области спектра в качестве источника применяется глобар. Глобар – это стержень из карбида кремния SiC длиной 5 – 10 см и диаметром 4 –7 мм с утолщениями на краях. Tпл=26000С, Tраб<14000К, глобар с защитой из окиси тория ThO2 - Tраб<20000К). Раскаленный карбид кремния при воздействии кислорода воздуха окисляется с образованием окиси кремния и углекислого газа. Карбид кремния при низких температурах имеет отрицательный температурный коэффициент сопротивления как у полупроводников, а в области высоких температур – положительный – как у металлов. С ростом температура сопротивление глобара падает, достигая минимума в области 700 – 11000К. Для разжигания глобара требуется внешний подогрев. Максимум излучательной способности глобара при Tраб=14000К находится в области λ=2 мкм. Степень черноты глобара достаточно велика ~0.8 – 0.9 в широкой области спектра от 0.5 мкм до 200 мкм. Кривая спектральной яркости глобара из-за стабильности его химического состава хорошо воспроизводится и может служить стандартом. В области 12 мкм яркость глобара несколько снижена из-за резонансного поглощения и отражения света кристаллической решеткой SiC.
Штифт Нернста – хрупкий беловато-желтый стержень длиной 10 – 20 мм и диаметром 2 –3 мм из смеси ZrO2 (Тпл=28000С, 80%), Y2O (Тпл=24000С, 5%), ThO2 (Тпл=30400С, 10%) с примесями окиси кальция, окиси магния и борной кислоты. Все компоненты смешиваются с глицерином с последующим спеканием и запеканием платиновых электродов. Платино-керамический излучатель с косвенным подогревом. В холодном состоянии хороший изолятор. Проводить электрический ток Штифт Нернста начинает при Т>10000K. Рабочая температура Штифта Нернста составляет Траб=17000К, что отвечает λmax=1.5 мкм. В области спектра 1 – 6 мкм Штифт Нернста излучает селективно, а в видимой области спектра и при λ>7 мкм – является «серым излучателем».
Платино-керамический излучатель – с косвенным подогревом – керамическая трубочка диаметром 3 мм, длиной до 40 мм, внутри которой расположен платиновый проволочный нагреватель. Излучатель работает при Траб=15000К. В спектральной области 5 - 50 мкм яркость платино-керамического излучателя составляет 0.8 – 0.9 яркости глобара. При λ<5 мкмнаблюдается спад яркости как у штифта Нернста до 0.2 – 0.3 яркости глобара. В области спектра λ>10 мкм штифт Нернста излучает хуже чем глобар.
Излучатели с поверхностным покрытием. Близкие по свойствам к штифту Нернста источники в виде накаливаемой током платиновой ленты с покрытием из тугоплавких окислов. Поверхность такого излучателя рыхлая, поэтому степень черноты ближе к 1.
Нихромовые излучатели. Траб до 14000К, на воздухе покрывается защитным слоем окиси. Не очень большой срок службы, но простота изготовления.
Кратер угольной дуги. Температура анодного кратера угольной дуги при токе, когда еще нет шипения дуги имеет вполне определенную температуру близкую к температуре возгонки углерода при атмосферном давлении (около 40000К). Для удобства наблюдения анодного свечения электроды располагают под прямым углом . В области от 0.25 мкм до 1.5 мкм излучение кратера угольной дуги может служить стандартом с точность 2-3%. Среди тепловых источников кратер угольной дуги обладает наибольшей температурой (кроме солнца).
Модель АЧТ – сфера маленьким отверстием, стенки которой при температуре T или металлическая болванка с конусным отверстием . Малая часть излучения выйдет обратно из такого АЧТ после первого отражения.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.