Lampada ad arco elettrico con elettrodi di mercurio
descrizione e uso
Apparato utilizzato come intensa sorgente luminosa, particolarmente nell'UV. La lampada a vapori di Hg in corrente continua, di tipo ordinario, consiste in un tubo di vetro (o di quarzo), di forma e di dimensioni variabili, nell'interno del quale si trovano due elettrodi: il positivo è di ferro o di mercurio; il negativo è di mercurio; nel tubo è fatto, per lo più, il vuoto, di modo che contenga praticamente solo vapori di Hg. In alcuni modelli l'accensione è ottenuta applicando agli elettrodi una conveniente differenza di potenziale e muovendo il tubo in modo che il mercurio, per un momento, formi un filo liquido che metta in comunicazione i due elettrodi. Il filo, poi, nell'interrompersi dà luogo ad una specie d'arco che si estende rapidamente e occupa l'intero tubo. In molte altre, più moderne, l'accensione è ottenuta automaticamente: per esempio, con l'applicazione momentanea di una differenza di potenziale assai più elevata di quella normale, in modo da innescare l'arco. La luce emessa è di tono nettamente verdognolo, ma l'importanza e il numero delle righe di emissione (specie dell'abbondante emissione nell'ultravioletto, circa il 66% in corrispondenza della lunghezza d'onda di 2537 Å) dipendono largamente dalle condizioni nelle quali si forma l'arco: temperatura e pressione dei vapori, d.d.p. applicata, presenza di altri gas; condizioni dalle quali dipende anche l'efficienza della lampada. Sostituendo il vetro col quarzo, si possono utilizzare anche le radiazioni ultraviolette emesse dall'arco stesso. Sono state costruite lampade a basse tensioni in c.c. e in c.a.; potenti lampade a c.a. ad alta tensione; lampade funzionanti ad alta frequenza e ad alta tensione, con emissione particolarmente ricca nell'ultravioletto; lampade ad emissione estremamente concentrata, tali da essere considerate sorgenti puntiformi di grande intensità; ecc. Naturalmente, le forme, le dimensioni, le caratteristiche elettriche di alimentazione variano entro limiti molto larghi, secondo le necessità d'uso. In genere, aumentando la pressione del vapore di Hg, l'emissione si modifica spostando l'energia verso lunghezze d'onda superiori, cioè visibili: le sottili righe nel visibile si intensificano e si allargano divenendo bande continue. Con l'aumento della pressione aumenta la temperatura, il colore si avvicina al bianco e aumenta il rendimento; a parità di potenza consumata, aumenta il flusso emesso e diminuiscono le dimensioni della sorgente luminosa. Le lampade a media pressione lavorano da circa un terzo a qualche atmosfera; lampade ad alta ed altissima pressione lavorano da circa 10 a 200 atmosfere. Ad una atmosfera, la corrispondente temperatura di circa 360 °C fa perdere al vetro la sua resistenza e deve essere sostituito dal quarzo, impiegabile fino oltre i 1000 °C. La radiazione ultravioletta, qualora indesiderata, viene assorbita da un secondo involucro esterno in vetro. Per alte ed altissime pressioni, occorre ricorrere al raffreddamento o con aria o con acqua. Gli elettrodi utilizzati, in tungsteno, riscaldandosi, partecipano allo spettro con un'emissione continua di fondo. (Daniele Rebuzzi)