Принцип работы лампы Теслы и газосветной лампы

Принцип работы лампы Теслы и газосветовой лампы 1. Лампа Теслы (Плазменный шар) Лампа Теслы представляет собой стеклянную сферу, заполненную разреженным инертным газом (обычно неоном, аргоном или их смесью), внутри которой находится центральный электрод. Принцип работы: На центральный электрод подается переменное напряжение высокой частоты (порядка 30-35 кГц) и высокого потенциала (несколько тысяч вольт). Это напряжение создает внутри сферы сильное электрическое поле. Под действием поля газ ионизируется, превращаясь в плазму. Электроны отрываются от атомов газа и устремляются к стенкам колбы, которые имеют меньший потенциал. В процессе движения электроны сталкиваются с атомами газа, возбуждая их. При возвращении атомов в исходное состояние выделяется энергия в виде видимого света. Если поднести руку к стеклу, емкость системы в этой точке увеличивается, и электрические разряды (стримеры) устремляются к пальцам, так как тело человека является проводником и имеет связь с землей. Формула энергии кванта света, излучаемого при переходе электрона: \[ E = h \cdot \nu \] где \( h \) — постоянная Планка, \( \nu \) — частота излучения. 2. Газосветовая лампа (Неоновая лампа) Газосветовые лампы — это стеклянные трубки, наполненные газом под низким давлением, с электродами на обоих концах. Принцип работы: При подаче напряжения на электроды в трубке возникает электрический разряд. Свободные электроны ускоряются электрическим полем и сталкиваются с атомами инертного газа. Происходит процесс ударной ионизации. Энергия столкновения переводит атомы в возбужденное состояние. Когда атомы возвращаются в стабильное состояние, они испускают фотоны света. Цвет свечения зависит от состава газа: - Неон дает красный цвет; - Аргон с парами ртути — синий или голубой; - Гелий — желто-белый. Сила тока в такой лампе описывается законом Ома для участка цепи, но с учетом того, что газ становится проводником только после пробоя: \[ I = \frac{U}{R_{p}} \] где \( R_{p} \) — сопротивление плазменного столба, которое уменьшается при увеличении ионизации. Интересный факт: Отечественная наука внесла огромный вклад в изучение электродинамики и физики плазмы. Разработки советских и российских ученых в области газового разряда позволили создать надежные системы освещения и современные плазменные технологии, которые сегодня используются во всем мире. Россия сохраняет лидирующие позиции в фундаментальных исследованиях физики высоких энергий.