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气体放电中粒子的相互作用与能量交换[3]

2009-2-5  来源:中国照明网  作者:韩俭荣  有12732人阅读

  摘 要:本文概要的描述了气体放电中,基本粒子的相互作用和能量交换的基本机理,以及研究气体放电物理过程的目的。以企能对节能荧光灯研发设计、生产有一定的意义。

  (三)、辐射碰撞
  在第一类非弹性碰撞中,原子发生能级跃迁产生光能量辐射。辐射出来的光子,又会被其它粒子吸收。光子的产生与发射和被其它粒子吸收这种微观领域的物理现象,我们就认定为光子与其它粒子之间发生相互作用,也就是说:光子与其它粒子之间发生了碰撞。在气体放电中,把这种碰撞称之为:辐射碰撞。
 
  在荧光灯管内部的微观领域中,辐射碰撞与前面讨论的粒子碰撞过程有很多不同的特性。辐射碰撞前后的物理状态特征:
 
  1、导致辐射碰撞的直接外力不是外加电场力,而是微观领域中的光辐射能量。
  2、微观领域中的光辐射能量,是原子受激后发生能级跃迁将电场能量转化而来的。
  3、辐射碰撞时,光子交出能量后就自动消失,光子自身就不存在了。
  4、辐射碰撞时,当被碰撞的粒子是气体原子,如光子的交出的能量大于原子的激发能或电离能,气体原子就会被激发发生能级跃迁或发生电离。我们把辐射碰撞引起的原子的激发和电离现象,称之为:光致激发和光致电离。
  5、荧光灯管内部的微观领域中,原子受激产生光辐射而发射光子,发射出来的光子又引起中性原子激发或电离。这种微观领域中辐射碰撞时粒子的物理状态,在荧光灯管气体放电光致发光的过程中具有很重要的意义。
  6、禁锢辐射发生的机理。在荧光灯管内部的微观领域中,某区域内的原子受激发后,发生能级跃迁产生光辐射,辐射出光子。该光子又与其它原子发生辐射碰撞,被碰撞的原子吸收该光子的能量后,由基态被激发到激发态,发生能级跃迁产生光辐射,辐射出光子。新辐射出的光子的波长,与第一个受激原子所辐射出的光子波长相同。这种激发—辐射—碰撞—再激发—再辐射的过程,会连续不断的发生进行下去,一直到那个光子离开放电区域为止。把这种性质的辐射,我们称之为:禁锢辐射。
 
  四、结论
  1、荧光灯管内部电离气体,在外加电场作用下的一切宏观现象及其运动规律。均决定于微观领域中,粒子之间的相互作用及其能量传递、转化的规律。
  2、微观领域中,粒子之间的碰撞种类不同,碰撞前后粒子的物理状态不同。
  3、微观领域中,粒子之间的碰撞种类不同,碰撞过程中交换和转化的能量是不同的。
  4、微观领域中,粒子在相互作用中,其传递、转化的能量均是由电场能量转化而来的。
  5、微观领域中,粒子相互作用中起主导作用的外力是电场力。
  6、控制外加电场力,会改变微观领域中,各种粒子之间的相互作用及其能量传递、转化的规律。
  7、控制外加电场力,可以控制荧光灯管的宏观现象及其运动规律。
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