
【电】 hydrogen discharge tube
cherish; contain; keep in mouth
【机】 include
hydrogen
【医】 H; hydr-; hydro-; hydrogen; light hydrogen
【医】 disrharge tube
含氢放电管(英文:Hydrogen Discharge Tube)是一种内部充有纯净氢气,并通过高压电场激发氢气发光的电真空器件。其核心功能是利用氢气在放电过程中产生的特征光谱,主要应用于物理光学实验、光谱校准及教学演示领域。以下是其详细解释:
构造
含氢放电管由密封玻璃管构成,内部抽真空后充入低压氢气(通常压力为几托至数十托)。两端封装金属电极(多为镍或钨),连接高压电源。玻璃管材质需耐高温且透光性佳,以承受放电热量并透射可见光。
发光机制
施加高压(通常数千伏)后,电场加速管内电子碰撞氢分子,使其解离为氢原子并激发至高能态。受激氢原子退激时释放特定波长的光子,形成氢原子特征谱线(巴尔末系等)。主发射谱线包括:
(来源:University Physics textbooks on atomic spectra)
光谱学标准光源
因氢光谱波长高度稳定,被作为校准光谱仪波长精度的基准光源,广泛应用于实验室及工业检测。
物理教学演示
直观展示量子能级跃迁原理,帮助学生理解巴尔末公式:
$$ frac{1}{lambda} = R left( frac{1}{n_1} - frac{1}{n_2} right)
$$
其中 ( R ) 为里德伯常数(( 1.096776 times 10 , text{m}^{-1} )),( n_1=2 ),( n_2=3,4,5,ldots )对应可见光波段。
激光器泵浦源
部分气体激光器(如染料激光器)使用氢放电管作为初始激发光源。
权威参考文献:
含氢放电管是一种利用氢气作为放电介质的气体放电装置,主要用于电路过压保护。以下是其详细解释:
基本结构 含氢放电管由两个金属电极封装在玻璃或陶瓷管内构成,管内填充低压氢气(通常为0.1-1kPa)。这种结构设计使它在未导通时呈现高阻抗特性。
工作原理 基于气体放电效应:当电压超过氢气的绝缘阈值(约300-500V)时,气体被电离形成等离子体通道,此时管两端电压骤降至约15-30V,实现从绝缘体到导体的状态转变。导通后能泄放数千安培的瞬时电流。
核心特性
注:该器件英文对应为"hydrogen discharge tube",实际应用中需根据系统额定电压选择击穿电压参数。
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