アークライト: それは何ですか

アークランプとは何か

アークランプは電球の一種で、電力を供給すると2つの電極間の空間にアークが発生して光を生成します。19世紀初頭、サー・ハンフリー・デイビーが最初のアークランプを発明しました。この最初のランプでは、2つの炭素製の電極を使用していました。電極間の空中でアークが生成され、サーチライトや映写機（高輝度光源）に使用されました。

現在では、ガス放電ランプが広く使用されています。効率が高いことから、炭素アークランプよりも好まれています。ここでも、炭素アークランプの場合と同様にアークによって光が生成されますが、電極間に不活性ガスが充填されています。

これらは低圧下のガラス管に封入されています。この不活性ガスのイオン化が、ここでアークを形成する理由です。キセノンアークランプ、水銀アークランプ、ネオンアークランプ、クリプトン長アークランプ、水銀キセノンアークランプなどが例です。キセノンランプは広く使用されています。

アークランプの動作原理

炭素アークランプでは、最初に電極が接触しています。これにより、アークを達成するために低い電圧が必要となります。その後、電極をゆっくりと分離します。その結果、電流が加熱され、電極間でアークが維持されます。加熱過程で、炭素電極の先端が蒸発します。

この炭素蒸気により、アーク内で非常に輝度の高い強力な光が生成されます。生成される光の色は、温度、時間、電気特性によって異なります。

ガス放電ランプでは、電極間の空間でアークが生成されます。ここでは、空間に不活性ガスが充填されています。この特定のガスのイオン化によりアークが生成されます。電極とガスはガラス管で覆われています。電極に高電圧の電源を供給すると、ガス中の原子は想像を絶する電力を受け、原子が自由電子とイオンに分裂します。これがガスのイオン化（イオン化プロセス）です。

分割された原子（自由電子とイオン）は反対方向に移動します。これらの2つの電荷（自由電子とイオン）は互いに衝突し、また電極とも衝突します。その結果、エネルギーが光のフラッシュとして放出されます。この光のフラッシュがアークと呼ばれます。

これは放電プロセスによって行われるため、放電ランプとも呼ばれています。アークランプの名前と発光色は、ガラス管内に充填されている不活性ガスの原子構造によって直接決まります。

アークの典型的な温度は3000°Cまたは5400°C以上です。キセノンアークランプで発生する光の色は白色（自然光に近い）であり、広く使用されています。ネオンアークランプからは赤色、水銀アークランプからは青みがかった色が得られます。不活性ガスの組み合わせも使用されます。これらは幅広い波長範囲でより均一な光スペクトルを提供します。

アークランプの応用

アークランプは以下のような用途で一般的に使用されます：

• 屋外照明

• カメラのフラッシュ

• 投光器

• サーチライト

• 顕微鏡照明（および他の研究用途）

• 治療

• ブループリント作成

• プロジェクター（映画プロジェクターを含む）

• 内視鏡

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