Как рождаются и умирают кванты

ряд способов, позволяющих без заметного распыления несколько поднять температуру нити. Всё же очень далеко пойти по этому пути нельзя и лампочку по существу следовало бы назвать не осветительным, а нагревательным прибором, так как большую часть своей энергии она отдаёт в виде инфракрасного излучения, дающего нам в конечном счете только тепло.

Таким образом, получение света за счёт высокой температуры источника весьма неэкономично, так как подавляющая часть энергии идёт на излучение квантов, не воспринимаемых глазом. Иначе обстоит дело, если мы в качестве источника света возьмём газ, сквозь который проходит электрический ток.

Рассматривая прохождение электрического тока через газ, мы видели, что электроны, двигаясь в газе, испытывают различного рода столкновения с атомами или молекулами газа. Одни столкновения упруги, при них электрон только меняет направление своего движения, почти не теряя энергии, накопленной под действием электрических сил, другие столкновения приводят к ионизации атомов, что обеспечивает электрическую проводимость  газа, наконец, бывают столкновения, которые вызывают возбуждение атомов. Возбуждённые атомы, возращаясь затем в нормальное состояние, излучают кванты света.

Именно в результате таких процессов и возникает свечение газа, когда через него проходит электрический ток. При этом могут иметь место разнообразные и подчас довольно сложные явления. Например, переход электрона с нормального энергетического уровня на один из верхних и обратно может происходить не только непосредственно, но и через промежуточные уровни. Электрон как бы перескакивает с одной энергетической ступеньки на другую

image

Рис. 12. Переходы электронов с верхних уровней на нижние: а — прямой переход, б — ступенчатый переход.

(рис. 12). Большую роль играют такие факторы, как плотность газа, размеры трубки, сила протекающего тока и т. п.

Изучению условий излучения разрежённого газа при прохождении через него электрического тока посвящено много научных исследований. Среди них большое значение имеют работы советских физиков: члена-корреспондента Академии наук СССР С. Э. Фриша, проф. Б. Н. Клярфельда, проф. В. А. Фабриканта и других.

При определении экономичности излучения, вызванного электрическим током в газе, весьма существенно, что при упругих столкновениях электроны теряют очень мало энергии. Поэтому значительная часть энергии, приобретаемой ими под действием электрических сил, расходуется на возбуждение атомов газа, а следовательно, переходит в свет. В то же время нагревание газа очень невелико.

Страница 5 of 6« First...56