مصباح تفريغ الغاز

Germicidal lamps are simple low pressure mercury vapor discharges in a fused quartz envelope.

مصابيخ تفريغ الغاز Gas-discharge lamps، هي نوع من مصادر الإضاءة الاصطناعية التي تولد الضوء بإرسال تفريغ كهربائي عن طريق غاز مؤين، پلازما. ومثل هذه العملية تدعى تفريغًا كهربائيًا. وتُسمى مثل هذه المصابيح أحيانًا مصابيح تفريغ كهربائي. وتضم هذه العائلة من المصابيح: المصابيح الفلورية ومصابيح النيون ومصابيح الصوديوم منخفضة الضغط ومصابيح بخار الزئبق ومصابيح الهاليد المعدنية ومصابيح الصوديوم عالية الضغط. ويُعَدُّ ضوء القوس الكهربائي نوعًا من مصابيح التفريغ الغازي. ولكن التفريغ في هذه الحالة لا يتم داخل زجاجة.

لا تُستخدم المصابيح الفلورية كثيرًا في المنازل، لكنها كثيرة الاستخدام في الممحرر والمدارس والمحلات التجارية. ويقوم مهندسوالإضاءة بهجريب أنواع أخرى من مصابيح التفريغ الغازي في المساحات الداخلية والخارجية الواسعة، وتضم مثل هذه المساحات المصانع والطرق ومواقف السيارات ومراكز الترويج والملاعب المدرَّجة. وتستخدم معظم مصابيح النيون في الإعلانات التجارية.

وباستثناء المصابيح الفلورية فإن مصابيح التفريغ الغازي لا تستخدم في المنازل. فلون الأمور يظهر مختلفًا عند إضاءة هذه المصابيح، كذلك تزيد تكلفة هذه المصابيح على مثيلتها من المصابيح المتوهجة، لكنها تُعَمِّر أطول وتعطي ضوءًا أشد لقاء جميع واط من القدرة. ولذا فإن حسابًا جامعًا لكل هذا قد يجعلها أرخص من المصابيح المتوهجة.

التاريخ

اللون

الغاز	اللون	هوامش
هليوم	أبيض إلى برتنطقي؛ في بعض الظروف قد يحدث رمادي، أزرق، أوأخضر-مزرق	Used by artists for special purpose lighting.
نيون	أحمر-برتنطقي	Intense light. Used frequently in neon signs and neon bulbs.
أرگون	Violet to pale lavender blue	Often used together with mercury vapor.
كريپتون	Gray off-white to green. At high peak currents, bright blue-white.	Used by artists for special purpose lighting.
زينون	Gray or blue-gray dim white. At high peak currents, very bright green-blue.	Used in xenon flash lamps, xenon HID headlamps, and xenon arc lamps, and by artists for special purpose lighting.
نيتروجين	Similar to argon but duller, more pink; at high peak currents bright blue-white.
أكسجين	Violet to lavender, dimmer than argon
هيدروجين	Lavender at low currents, pink to magenta overعشرة mA
بخار الماء	Similar to hydrogen, dimmer
ثاني أكسيد الكربون	Blue-white, in lower currents brighter than xenon
بخار الزئبق	Light blue, intense ultraviolet	In combination with phosphors used to generate many colors of light. Widely used in mercury-vapor lamps and hydrargyrum medium-arc iodide lamps. Often used together with argon.
بخار الصوديوم (ضغط منخفض)	Bright orange-yellow	Widely used in sodium vapor lamps.

الأنواع

مصباح فلوري مدمج

مصابيح التفريغ الغازي المنخفضة الضغط

مصباح تفريغ الغاز "شمعة".

تستخدم غازات الأرجون أوالنيون أوغازات أخرى تحت ضغط منخفض لتقوم بإنتاج الضوء. وتضم هذه العائلة المصابيح الفلورية ومصابيح النيون ومصابيح الصوديوم منخفضة الضغط.

المصابيح الفلورية. يتكوّن المصباح الفلوري من أنبوب زجاجي يحتوي على غاز الزئبق وغاز الأرجون تحت ضغط منخفض. وتُسبب الكهرباء التي تسري في الأنبوب انبعاث الطاقة فوق البنفسجية من الزئبق المتبخر. والعين لا ترى طاقة الأشعة فوق البنفسجية في صورة ضوء. كما حتى السطح الداخلي للأنبوب مغطى بمادة مفسفرة تبعث ضوءًا مرئيًّا عندما تصيبها طاقة الأشعة فوق البنفسجية. انظر: المصباح الفلوري؛ المادة الفسفورية.

مصابيح النيون. أنابيب مملوءة بالغاز، تتوهج عندما تحدث عملية تفريغ كهربائية داخلها. فغاز نيون نقي في أنبوب صاف يُعطي ضوءًا أحمر اللون. ويمكن إنتاج الضوء في ألوان أخرى بمزج غاز النيون بغازات أخرى، أواستخدام أنابيب ملونة أومزيج من هاتين الطريقتين.

مصابيح الصوديوم المنخفضة الضغط. تتألف مثل هذه المصابيح من أنبوبين زجاجيين واحد منهما داخل الآخر. يحتوي الأنبوب الداخلي على صوديوم صلب ومزيج من غازي النيون والأرجون. وعند إشعال المصباح في البداية فإنه يبعث ضوءًا برتنطقيًّا مائلاً إلى الاحمرار متطابقًا مع خصائص غاز النيون. ولكن حدثا سخن الصوديوم، فإنه يتبخر ويصبح الضوء بعد ذلك أصفر اللون.

مصابيح التفريغ الغازي عالية الضغط. تستخدم مثل هذه المصابيح الزئبق، أومركبات معدنية أومركبات كيماوية أخرى تحت ضغطٍ عالٍ من أجل إنتاج الضوء. وتُسمَّى هذه المصابيح أيضًا مصابيح التفريغ عالية الشدة وتضم مصابيح بخار الزئبق ومصابيح الهاليد الفلزية ومصابيح الصوديوم العالية الضغط.

مصابيح بخار الزئبق. ولها زجاجتان إحداهما داخل الأخرى. وتُسمى الزجاجة الداخلية ـ وهي مصنوعة من الكوارتز ـ الأنبوب القوسي، أما الزجاجة الخارجية فتقوم بحماية الأنبوب القوسي. ويحتوي الأنبوب القوسي على بخار زئبقي تحت ضغط أعلى مما يوجد في المصباح الفلوري؛ وبذا فإن المصباح البخاري هذا يستطيع إنتاج الضوء دون الحاجة إلى طلائه بمادة فوسفورية. وينبعث من البخار الزئبقي ضوء أزرق اللون مائل إلى الاخضرار إضافة إلى الأشعة فوق البنفسجية. وإذا كان مصباح بخار الزئبق مصنوعًا من زجاجٍ صافٍ فإنه لا ينتج ضوءًا أحمر، وبذا فإن الأجسام الحمراء تبدومعه بنية اللون، أورمادية، أوسوداء. أما مصابيح بخار الزئبق التي يُُغَطَّى فيها سطح الزجاجة الخارجية بمادة فوسفورية فإنها تقوم بإنتاج ضوء ذي عدة ألوان؛ إذ إذا مادة الفوسفور تبعث ضوءًا أحمر عندما تقع عليها الأشعة فوق البنفسجية. وتُعمّر مصابيح بخار الزئبق أكثر من غيرها من المصابيح ذات القدرة المماثلة، ولكن هذه المصابيح تتطلب زمناً يبلغ نحوخمس إلى سبع دقائق لبناء ضغط البخار الزئبقي والوصول إلى سطوعٍ كاملٍ للضوء.

مصابيح الهاليد الفلزية. تحتوي هذه المصابيح على مركبات كيماوية من أي فلز مع الهالوجين. وتعمل مثل هذه المركبات على إنتاج ضوء متوازن من ألوان الضوء الطبيعي أكثر مما يتوافر في حالة مصابيح بخار الزئبق، ودون الحاجة إلى استخدام مادة فوسفورية. كذلك فإن هذه المصابيح تتمتع بحياة طويلة، وإنتاج ضوء عال، لقاء جميع واط من القدرة. وتُعدُّ هذه المصابيح مثالية للاستعمال الخارجي وأحيانًا داخل المنازل.

مصابيح الصوديوم عالية الضغط. تشبه هذه المصابيح مصابيح بخار الزئبق، لكن أنبوبها القوسي مصنوع من أكسيد الألومنيوم بدلاً من الزجاج أوالكوارتز. وتحتوي على مزيجٍ صلبٍ من الصوديوم والزئبق إضافة إلى غاز نادر. وينبعث من المصباح ضوءٌ برتنطقي أبيض يعمل على إكساب الألوان الزرقاء والخضراء نوعاً من الدُّكنة، كما أنه يحوِّل اللون الأحمر إلى لون برتنطقي. ولهذا المصباح حياة طويلة وكفاءة ضوئية عالية.

مصابيح التفريغ الغازي مرتفعة الضغط

مصابيح التفريغ الغازي مرتفعة الكثافة

15 kW xenon short-arc lamp used in IMAX projectors

أنواع أخرى

انظر أيضاً

Electric glow discharge
Electric arc
Emission spectrum
مصباح فلوري
Hydrargyrum medium-arc iodide lamp
قائمة مصادر الإضاءة
Over-illumination

المصادر

Waymouth, John (1971). Electric Discharge Lamps. Cambridge, MA: The M.I.T. Press. ISBN .
National Highway Traffic Safety Administration. "Glare from headlamps and other front mounted lamps". Federal Motor Vehicle Safety Standard No. 108. US Department of Transportation. Retrieved 2006-01-23.