Question

水银灯的原理是什么？哪些场合用水银灯？

Answer 1

高压汞灯是玻壳内表面涂有荧光粉的高压汞蒸汽放电灯，柔和的白色灯光，结构简单。低成本，低维修费用，可直接取代普通白炽灯，具有光效长，寿命长，省电经济的特点，适用于工业照明、仓库照明、街道照明、泛光照明安全照明等。 高压汞灯发出的光中不含红色，它照射下的物体发青，因此只适于广场、街道的照明。除作普通照明用的高压汞灯外，还有在外壳上加反射膜的反射型灯(HR)，适于300～500nm重氮感光纸的复印灯，广告、显示用的黑光灯，有红斑效应的医疗用太阳灯，作尼龙原料光合化学作用和涂料、墨水聚合干燥的紫外线硬化用的汞灯等。

有玻璃外壳的高压汞灯，这种汞灯通常用辅助电极帮助启动，辅助电极通过一只40～60千欧的电阻R与不相邻的电极相连接。当灯接入电网后，辅助电极与相邻的主电极之间加有交流220伏的电压。这两电极之间的距离很近，通常只有2～3毫米，所以它们之间有很强的电场。在此强电场的作用下，两电极之间的气体被击穿，发生辉光放电，放电电流由电阻R所限制。如R过小会使电极烧坏。主电极和相邻辅助电极之间的辉光放电产生了大量的电子和离子，这些带电粒子向两主电极间扩散，使主电极之间产生放电，并很快过渡到两主电极之间的弧光放电。在灯点燃的初始阶段，是低气压的汞蒸气和氢气放电，这时管压降得很低，约25伏左右；放电电流很大，约为5～6安培，称为启动电流。低压放电时放出的热量使管壁温度升高，汞逐渐汽化，汞蒸气压和灯管电压逐渐升高，电弧开始收缩，放电逐步向高气压放电过渡。当汞全部蒸发后，管压开始稳定，进入稳定的高压汞蒸气放电。

　　高压汞灯从启动到正常工作需要一段时间，通常为4～10分钟。
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高压汞灯熄灭以后，不能立即启动。因为灯熄灭后，内部还保持着较高的汞蒸气压，要等灯管冷却，汞蒸气凝结后才能再次点燃。冷却过程需要5～10分钟。在高的汞蒸气压下，灯不能重新点燃是由于此时电子的自由程很短，在原来的电压下，电子不能积累足够的能量来电离气体。
高压汞灯发光效率比较高，在35～65流/瓦以上，高压汞灯除了有高的发光效率外，还能发出强的紫外线，因而不仅可以照明，还可用于晒图，保健日光浴，化学合成，塑料及橡胶的老化试验、荧光分析、探伤等方面。由于高压汞灯有较高的光效，而且其发光体小，亮度高，适合于室外照明。但是它的光色偏蓝、绿，缺少红色成分，所以被照物不能完全显示原来的颜色。
如果高压汞灯中汞蒸气压大于10大气压时，就成为超高压汞灯，这时其发光效率将随之增加。
高压汞灯有较高的发光效率，但是亮度还不够高。在许多场合，例如各种光学仪器、投影系统中，则需要高达10～10熙提（Cd/cm）的高亮度光源，超高压汞灯就是这样一种光源。