
【電】 hydrogen discharge tube
cherish; contain; keep in mouth
【機】 include
hydrogen
【醫】 H; hydr-; hydro-; hydrogen; light hydrogen
【醫】 disrharge tube
含氫放電管(英文:Hydrogen Discharge Tube)是一種内部充有純淨氫氣,并通過高壓電場激發氫氣發光的電真空器件。其核心功能是利用氫氣在放電過程中産生的特征光譜,主要應用于物理光學實驗、光譜校準及教學演示領域。以下是其詳細解釋:
構造
含氫放電管由密封玻璃管構成,内部抽真空後充入低壓氫氣(通常壓力為幾托至數十托)。兩端封裝金屬電極(多為鎳或鎢),連接高壓電源。玻璃管材質需耐高溫且透光性佳,以承受放電熱量并透射可見光。
發光機制
施加高壓(通常數千伏)後,電場加速管内電子碰撞氫分子,使其解離為氫原子并激發至高能态。受激氫原子退激時釋放特定波長的光子,形成氫原子特征譜線(巴爾末系等)。主發射譜線包括:
(來源:University Physics textbooks on atomic spectra)
光譜學标準光源
因氫光譜波長高度穩定,被作為校準光譜儀波長精度的基準光源,廣泛應用于實驗室及工業檢測。
物理教學演示
直觀展示量子能級躍遷原理,幫助學生理解巴爾末公式:
$$ frac{1}{lambda} = R left( frac{1}{n_1} - frac{1}{n_2} right)
$$
其中 ( R ) 為裡德伯常數(( 1.096776 times 10 , text{m}^{-1} )),( n_1=2 ),( n_2=3,4,5,ldots )對應可見光波段。
激光器泵浦源
部分氣體激光器(如染料激光器)使用氫放電管作為初始激發光源。
權威參考文獻:
含氫放電管是一種利用氫氣作為放電介質的氣體放電裝置,主要用于電路過壓保護。以下是其詳細解釋:
基本結構 含氫放電管由兩個金屬電極封裝在玻璃或陶瓷管内構成,管内填充低壓氫氣(通常為0.1-1kPa)。這種結構設計使它在未導通時呈現高阻抗特性。
工作原理 基于氣體放電效應:當電壓超過氫氣的絕緣阈值(約300-500V)時,氣體被電離形成等離子體通道,此時管兩端電壓驟降至約15-30V,實現從絕緣體到導體的狀态轉變。導通後能洩放數千安培的瞬時電流。
核心特性
注:該器件英文對應為"hydrogen discharge tube",實際應用中需根據系統額定電壓選擇擊穿電壓參數。
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