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气体等离子体放电为什么产生紫外线(为什么选择Ar气体作为等离子体)

2023-07-25 17:22:10    来源:www.92miting.com    作者:广州妙手家电清洗  阅读:0

气体等离子体放电是一种自然界中常见的放电现象,当空气等气体中的原子或分子因外部作用而失去一个或多个电子,成为带正电荷的离子或电子被自电场加速后,发生电离碰撞或复合过程,放出光子,这个过程可以释放出可见光和紫外线等辐射能量。其中,在燃烧、电弧发光、荧光发光等现象中,紫外线的产生是一个常见的现象,下面将就气体等离子体放电为什么会产生紫外线这一问题进行探讨。

气体等离子体放电为什么产生紫外线(为什么选择Ar气体作为等离子体)

首先,我们需要了解什么是气体等离子体放电。它是指当气体中的原子或分子受到外部电场或电流作用,失去或得到电子后形成电离状态,进而产生放电现象。气体等离子体放电又分为两种类型:非热平衡等离子体和热平衡等离子体。非热平衡等离子体是指无论在能量分布函数还是空间分布函数上,等离子体内的温度分布都不符合热平衡分布函数,其能量分布主要集中在高能区,包括电弧放电、气体激光等。热平衡等离子体则是指等离子体内的温度分布与热平衡分布函数相同,如气体放电炬、等电点放电等。

其次,我们需要知道紫外线的性质及产生的原理。紫外线是一种波长较短的光线,具有较高的能量和强的穿透力。紫外线的波长范围由400纳米到10纳米,可进一步分为UVA(315-400纳米)、UVB(280-315纳米)和UVC(100-280纳米)。其中UVC具有最高的能量和致癌性,但被地球大气层吸收而无法到达地面。

气体等离子体放电产生紫外线的原理主要有三种。第一种是电离碰撞辐射,当气体分子受到过高的能量冲击时,会发生电离碰撞并且以辐射形式释放出光子,光子的能谱集中于紫外线波段。第二种是分子激发辐射,当分子中的原子被电离或分离之后,分子内部的原子或分子间也会发生碰撞或电子跃迁等过程,激发出紫外光子并且以辐射形式放出。第三种是光子激励,当光子的能量达到一定范围时,会激发气体分子产生电离,并且在发生电离碰撞的过程中,以辐射形式放出紫外光子。

最后,造成气体等离子体放电产生紫外线的主要原因是气体分子失去了一个或多个电子而变成了离子,这样的离子在高能量激发下会产生光子释放在气体内,产生紫外光线。此时,如果气体中原子、分子浓度较高,且激发温度较高,则紫外光线产生的概率将大大增加。

总之,气体等离子体放电产生紫外线是因为气体分子失去或得到电子而形成带正电荷的离子或带负电荷的电子,这些带电粒子在高能量或电子碰撞时会发出紫外线,因此,紫外线成为气体等离子体放电的一种光谱现象。随着现代科学技术的不断发展,人类也逐渐了解了气体等离子体放电产生紫外线的原理,我们可以通过有效的手段来控制或利用等离子体放电及紫外线,以达到更好的科学研究或生产应用的目的。