Ksenon arkaste: Svetlo i versatile izvor svetlosti

Ksenon ark lampica je vrsta gasne razradne svetiljke koja proizvodi svetlost propuštanjem struje kroz ionizovan ksenon gas pod visokim pritiskom. Ksenon ark lampice imaju gladnu emisijsku krivu u ultraljubicastom do vidljivom spektru, sa karakterističnim talasnim dužinama emitovanim od 750 do 1000 nm. One proizvode jarko belu svetlost koja blizu ponavlja prirodno sunčevo svetlo, što proširuje njihove primene u različite oblasti poput filma, simulacije dnevne svetlosti, testiranja solarnih panela i istraživanja. Ksenon ark lampice se mogu podeliti u tri kategorije: neprekidne ksenon kratkoduge ark lampice, neprekidne ksenon dugoduge ark lampice i ksenon flajš lampice.

Šta je ksenon ark lampica?

Ksenon ark lampica je definisana kao vrlo specijalizovana vrsta gasne razradne svetiljke, električna svetiljka koja proizvodi svetlost propuštanjem struje kroz ionizovan ksenon gas pod visokim pritiskom. Termin „ark“ odnosi se na električnu struju koja teče između dva elektroda u gasnom cevnom okviru. Termin „ksenon“ odnosi se na štitni gas koji se koristi kao glavni sastojak gasne mješavine u cevi. Ksenon je izabran zbog svojeg visokog atomskog broja i niske ionizacione energije, što mu omogućava da emituje široki spektar svetlosti sa visokom intenzitetom i bojom.

Kako funkcioniše ksenon ark lampica?

Osnovna struktura ksenon ark lampice sastoji se od dva toriranih volfenih elektroda postavljenih licem prema licu sa malom raskrsnjom u hermetičnom prozirnom omotaču fuznog silicija (poznat i kao kvarc). Torirani volfen je legura volfena sa 1 do 2% torija dodatog kako bi se unapredila sposobnost emitovanja elektrona volfenom. Fuzni silicij je nekristalni prozirni stakleni dioksid silicija koji pruža dodatnu čvrstoću i skoro nula termičku ekspanziju. Može podnijeti visoki pritisak i visoku temperaturu.

Omotač ili bulba su punjeni ksenon gasom pod veoma visokim pritiskom, tipično oko 30 bara. Kada se napon primeni na elektrode, počinje gasna razrada fenomen u ksenon gasu u raskrsnji između elektroda. Uvek postoje neki slobodni elektroni u gasu zbog toplinske agitacije ili kosmičkih zraka. Zbog primenjenog električnog polja između elektroda, slobodni elektroni se ubrzavaju i sudaraju sa ksenon atomima. Zbog ovih sudara, elektroni sa spoljne orbite ksenon atoma odvojene su sa svojih pozicija i dolaze na višu energetsku razinu. Atomi sa elektronima na višoj energetskoj razini su nazvani uzbuđeni atomi.

Kada uzbuđeni atomi vraćaju se sa svoje više energetske razine na prethodnu energetsku stanju, oslobađaju dodatnu energiju kao fotoni. Talasna dužina emitovane energije fotona je unutar vidljivog opsega. Boja svetlosti ksenon ark lampice je slična dnevnoj svetlosti. Zbog elektrostatične privlačnosti anoda (pozitivnog elektroda), slobodni elektroni konačno dolaze do anoda i vraćaju se na izvor.

Zbog privlačnosti katoda (negativnog elektroda), pozitivni jonovi (ksenon atomi koji su izgubili elektrone) konačno sudaraju sa prednjom površinom katode i generišu pozitivne metalične jo