弧形氙气灯是如何工作的

张健

       所有的灯都发光，但并不都是一样的。白炽灯（我们的传统家用灯）通过使电流通过细金属丝（电线）来发光，因此它变得非常热，并且明亮地燃烧。荧光灯是非常不同的：它们通过气体切换电流以产生不可见的紫外光，当它通过灯玻璃管的白色内涂层时，它转变为可以看到的光（可见光），使其发光明亮荧光）。

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像氖灯一样，氙灯是弧光灯的示例。弧光灯有点类似于在极低或非常高的压力下（根据灯的类型）在充满气体的玻璃管内的非常受控条件下发生的小螺栓。在管的两端有称为电极的金属触点，连接到高压电源。
       光从哪里来？当电源接通时，气体原子突然发现不可思议的电力并分裂成较小的部分。这被称为电离（或电离气体）。然后，原子的破碎的比特（带正电荷的离子和带负电荷的电子）沿着管子在相反的方向上撞击，电子冲向正电极，离子以另一种方式涌动，形成电流。离子和电极彼此碰撞并进入电极，作为称为电弧的闪光发出能量，其有效地跳过电极之间的间隙，就像闪电。这是一个放电的例子，这就是为什么灯这个也被称为放电灯。更多的光由电极本身产生，其在该过程中变得令人难以置信的热和燃烧明亮。温度超过3000℃或5400°F是典型的，这就是为什么电极通常由钨（具有最高熔点的金属（大约3400℃或6200°F））制成的原因。
       光的颜色取决于使用的气体的原子结构（我们在霓虹灯的文章中更详细地解释这一点）。在霓虹灯中，产生的光是红色的;在汞灯，它是一个更冷和更蓝的光;在氙灯中，它是一种更白的光，与自然光（阳光）不同。在汞氙灯中，氙和汞一起工作以在更宽的波长范围内产生更均匀的光谱。