Ինչպես աշխատում է ֆոսֆորային պատկերը ֆլուորեսցենտ լամպերում

Ֆոսֆորը ընդհանուր անուն է ցանկացած նյութի համար, որը կարող է լուսաբացում ստեղծել ճառագայթման կամ էլեկտրական դաշտի ներկայացման ժամանակ։ Այն արտածվում է հունարեն «ֆոսֆորոս» բառից, որը նշանակում է «լուսաբացում բերողը»։ Ֆոսֆորները սովորաբար կիսահաղորդիչներ են, որոնք ունեն երեք էներգետիկ տեսականի՝ վալենց տեսական, հոսքային տեսական և նախատեսական տեսական։

Վալենց տեսականը էլեկտրոնների ամենացածր էներգետիկ մակարդակն է, որտեղ էլեկտրոնները սովորաբար են ներկա։ Հոսքային տեսականը էլեկտրոնների ամենաբարձր էներգետիկ մակարդակն է, որտեղ էլեկտրոնները կարող են ազատ շարժվել։ Նախատեսական տեսականը վալենց և հոսքային տեսականների միջև գաղտնի մակարդակն է, որտեղ էլեկտրոնները չեն կարող գոյություն ունենալ։

Ֆոսֆորները կարող են ակտիվացվել ավելացնելով անհամատեղելի կամ դոպանտներ, որոնք ստեղծում են ավելորդ էներգետիկ մակարդակներ նախատեսական տեսականում։ Այս էներգետիկ մակարդակները գործում են որպես թույլատրագրեր էլեկտրոնների կամ հոլների (դրական լիցքերի) համար, որոնք ակտիվացվում են ճառագայթումից կամ էլեկտրական դաշտերից։ Երբ այդ էլեկտրոնները կամ հոլները վերադառնում են իրենց նախնական վիճակների, նրանք էներգիա ազատում են լուսաբացում էլեկտրոնների հետ։

Ինչպե՞ս Ֆոսֆորային Պատգամությունը Փոխակերպում է UV Ճառագայթումը Տեսանելի Լուսաբացում:

Ֆոսֆորային պատգամության կողմից կատարվող այս գործընթացը կոչվում է ֆլուորեսցիա։ Ֆլուորեսցիան տեղի է ունենում, երբ ատոմ կամ մոլեկուլ կլորացնում է բարձր էներգիայի ճառագայթում և նորից էլ է վերադարձնում ցածր էներգիայի ճառագայթում։ Արտաքսված և կլորացված ֆոտոնների միջև էներգիայի տարբերությունը կլորացվում է ջերմությամբ։

Հետևյալ դիագրամը ցույց է տալիս, թե ինչպես աշխատում է ֆոսֆորային պատգամությունը, որը կազմված է ցինկ սուլֆիդի (ZnS) և ակտիվացիոն ագրեգատոր արծաթի (Ag) ավելացմամբ։

Ցինկ Սուլֆիդի Ֆոսֆորային Մոդելը

A – B :- Էլեկտրոնի קפיצה

B – E :- Էլեկտրոնի Շարժում

E – D :- Էլեկտրոնի Կապույտ

D – C :- Էլեկտրոնի Կապույտ

A – C :- Հոլի Շարժում

• 253.7 նմ ալիքի երկարությամբ անտառային ճառագայթումը հարվածում է ֆոսֆորային պատգամությանը և ակտիվացնում է սուլֆուրի (S) ատոմից ցինկ (Zn) ատոմի էլեկտրոնը։ Այս գործընթացում ստեղծվում է վալենց տեսականում դրական հոլ և հոսքային տեսականում բացասական իոն (Zn^-), որը ունի ավելորդ էլեկտրոն։

• Ավելորդ էլեկտրոնը շարժվում է մի ցինկ (Zn^-) իոնից մյուս ցինկ (Zn^-) իոնի ներկայացմամբ հոսքային տեսականում։

• Միաժամանակ դրական հոլը շարժվում է մի սուլֆուրի (S) ատոմից մյուս սուլֆուրի (S) ատոմի ներկայացմամբ վալենց տեսականում, մինչև հասնում է ագրեգատոր արծաթի (Ag) ատոմին, որը գործում է որպես թույլատրագիր։

• Ագրեգատոր արծաթի (Ag) ատոմը կայանում է ցինկ (Zn^-) իոնի մոտ գտնվող էլեկտրոնը և դառնում է չափազանց արծաթ (Ag^0)։ Այս գործընթացում ազատվում է տեսանելի լուսաբացում ավելի երկար ալիքի երկարությամբ, քան անտառային ֆոտոնը։

• Ագրեգատոր արծաթի (Ag^0) ատոմի էլեկտրոնը կլորացնում է սուլֆուրի (S) ատոմի վերադառնալու հոլը, ավարտելով ցիկլը։

Տեսանելի լուսաբացումը կախված է ագրեգատոր թույլատրագրի և ցինկ (Zn^-) մակարդակի միջև էներգիայի տարբերությունից։ Այլ դոպանտները կարող են ստեղծել այլ թույլատրագրներ և այլ գույներ։ Օրինակ, արծաթ (Cu) կարող է ստեղծել կանաչ լուսաբացում, մանգան (Mn) կարող է ստեղծել սպիտակ լուսաբացում, իսկ կադմիում (Cd) կարող է ստեղծել կարմիր լուսաբացում։

Ֆոսֆորային Պատգամության Տեսակները և Կիրառությունները

Սանրային լամպերի համար կարող են օգտագործվել շատ տեսակի ֆոսֆորային պատգամություններ, կախված այն լուսաբացումի գույնից և որակից, որը անհրաժեշտ է ստանալ։ Որոշ ընդունված տեսակներ են.

• Հալոֆոսֆորային. Սա կալցիում հալոֆոսֆորայի (Ca5(PO4)3X) և մագնեսիում թունգստատի (MgWO4) խառնուրդն է, որտեղ X-ը կարող է լինել ֆլուոր (F), խլոր (Cl) կամ բրոմ (Br)։ Այն ստեղծում է սպիտակ լուսաբացում դեղին կամ կապույտ գույներով, կախված F և Cl կամ Br-ի հարաբերությունից։ Այն ունի ցածր գույնային ներկայացման ինդեքս, որը նշանակում է, որ այն չի կարող ճիշտ ներկայացնել գույները։ Լամպի էֆեկտիվությունը մոտ 60-75 լումեն/վատտ։

• Տրիֆոսֆորային. Սա երեք տարբեր ֆոսֆորների խառնուրդն է, յուրաքանչյուրը ստեղծում է կարմիր, կանաչ և կապույտ գույներ։ Այս գույների համադրությունը ստեղծում է սպիտակ լուսա