중공음극램프
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1. 개요
중공음극램프는 일반적으로 직통형 모양의 전구로, 내부에는 전극과 저압의 희가스가, 외부에는 금속 접점부와 유리가 있다. 전극은 내경 10mm 정도의 중공 2중관으로, 내관이 음극(할로우 음극, HCD) 역할을 한다. 전극 사이에 고전압을 가하면 글로우 방전이 발생하여 발광하며, 이 원리는 이온원, 플라즈마 제트 발생 장치, 증착 장치 등에도 응용된다. 음극부 전극에 목적 원소 또는 합금을 사용함으로써 해당 원소의 휘선 스펙트럼을 얻을 수 있으며, 일반적으로 1개의 램프는 1원소의 휘선 스펙트럼을 발한다.
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| 중공음극램프 |
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2. 구조 및 원리
중공음극램프(Hollow Cathode Lamp, HCL)는 특정 원소 고유의 휘선 스펙트럼을 발생시키는 특수한 전구이다. 일반적으로 금속 접점부와 유리 몸체로 구성되며, 내부는 전극과 매우 낮은 압력의 희가스로 채워져 있다. 음극은 분석 대상 원소나 해당 원소를 포함한 합금으로 만들어진 속이 빈 형태(중공음극)이며, 전극 사이에 높은 전압을 걸어 글로우 방전을 일으키면 음극 물질에서 해당 원소 고유의 빛이 방출되는 원리로 작동한다. 음극 재료로 어떤 원소를 사용하느냐에 따라 방출되는 빛의 휘선 스펙트럼이 달라진다.
2. 1. 구조
할로우 음극 램프는 일반적으로 직통형 모양의 전구이다. 외부는 금속으로 된 접점부와 유리 몸체로 이루어져 있으며, 내부는 전극과 매우 낮은 압력의 희가스로 채워져 있다.전극 부분은 안지름이 약 10mm 정도 되는 속이 빈 이중관 형태로 만들어져 있다. 이 중 안쪽 관이 음극 역할을 하며, 이 부분을 할로우 음극(HCD)이라고 부른다. 전극 사이에 높은 전압을 걸어주면 글로우 방전이 일어나 빛을 내게 된다.
램프의 특성은 음극을 어떤 원소로 만드느냐에 따라 결정된다. 예를 들어, 음극을 칼슘으로 만들면 칼슘 고유의 휘선 스펙트럼을 얻을 수 있다. 따라서 기본적으로 하나의 할로우 음극 램프는 한 가지 원소의 휘선 스펙트럼만을 방출한다. 하지만 여러 원소를 동시에 측정하기 위해 여러 종류의 원소로 전극을 만들어 두 종류 이상의 휘선 스펙트럼을 내는 램프도 있다.
2. 2. 작동 원리
전극부는 내경 10mm 정도의 중공 2중관 형태로 만들어져 있다. 안쪽 관이 음극 역할을 하며, 이를 할로우 음극(Hollow Cathodeeng)이라고 부른다. 전극 사이에 높은 전압을 걸면 글로우 방전이 일어나 빛을 내게 된다. 이 원리는 이온원, 플라즈마 제트 발생 장치, 증착 장치 등 다양한 분야에서도 활용된다.램프에서 특정 원소의 빛, 즉 휘선 스펙트럼을 얻기 위해서는 해당 원소나 그 원소를 포함한 합금을 음극 재료로 사용한다. 예를 들어, 음극으로 칼슘을 사용하면 칼슘 고유의 휘선 스펙트럼을 방출하는 빛을 얻을 수 있다.
기본적으로 중공음극램프 하나는 특정 원소 하나의 휘선 스펙트럼만을 내도록 설계된다. 하지만 여러 원소를 동시에 측정해야 하는 경우 등을 위해, 여러 종류의 원소로 이루어진 전극을 사용하여 복수의 휘선 스펙트럼을 동시에 방출하는 특수한 램프도 만들어지고 있다.
2. 3. 종류
중공음극램프는 일반적으로 음극으로 사용된 특정 원소 고유의 휘선 스펙트럼을 방출한다. 예를 들어, 음극에 칼슘을 사용하면 칼슘의 휘선 스펙트럼을 얻을 수 있다. 따라서 하나의 램프는 기본적으로 한 가지 원소의 스펙트럼만 발생시킨다.하지만 여러 원소를 동시에 측정해야 하는 경우 등 특별한 목적을 위해, 여러 종류의 원소로 이루어진 합금 등을 전극으로 사용하기도 한다. 이러한 램프는 여러 원소의 휘선 스펙트럼을 동시에 방출할 수 있다.
참조
[1]
논문
Paschen's law for a hollow cathode discharge
http://www3.nd.edu/~[...]
2017-06-05
[2]
서적
Analytical Methods for Atomic Absorption Spectrometry
Perkin Elmer, Inc.
1964–2000
[3]
논문
Paschen's law for a hollow cathode discharge
http://www3.nd.edu/~[...]
2017-06-05
[4]
서적
Analytical Methods for Atomic Absorption Spectrometry
Perkin Elmer, Inc.
1964–2000
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