در زندگی روزمره، طیف وسیعی از تابش‌های الکترومغناطیسی در اطراف ما وجود دارند که تنها بخشی از آن‌ها را می‌توانیم به عنوان نور مرئی ببینیم. هنگامی که به بیرون می‌روید، اکثر نور قابل مشاهده برای انسان از خورشید ساطع می‌شود، که همچنین بسیاری از فرکانس‌های دیگر تابش را تولید میکند که در محدوده مرئی قرار نمی‌گیرند. در داخل، ما در معرض نور مرئی هستیم که از منابع مصنوعی، عمدتا دستگاه‌های تنگستن فلورسنت (مهتابی) و رشته‌ای نشات می‌گیرند. به هنگام خرید ممکن است قیمت لامپ فلورسنت بهترین گزینه باشد بنابراین در این مطلب، مکانیزم لامپ مهتابی را به عنوان یکی از رایج‌ترین منابع نور مصنوعی بررسی خواهیم کرد.
مکانیزم لامپ مهتابی یا فلورسنت
پیش از بررسی مکانیزم لامپ مهتابی ، بهتر است اطلاعات بیشتری در رابطه با منابع نور مرئی غیر رشته‌ای ارائه دهیم. طیف گسترده‌ای از منابع نور مرئی غیر رشته‌ای وجود دارند که علاوه بر کاربردهای مهم در میکروسکوپ نوری، برای روشنایی داخلی و خارجی استفاده می‌شوند. بیشترین منابع نور بر پایه‌ی تخلیه‌ی الکتریکی از طریق گازهایی مانند جیوه یا گازهای نجیب نئون، آرگون و زنون هستند. تولید نور مرئی در لامپ‌های تخلیه‌ی گاز متکی بر برخورد بین اتم‌ها و یون‌های موجود در گاز با جریان الکتریکی است که بین یک جفت الکترود قرار گرفته در انتهای پوشش لامپ منتقل می‌شود.
لوله‌ی شیشه ای یک لامپ مهتابی (فلورسنت) معمولی با فسفر در سطح داخلی شیشه پوشانده شده است و لوله با فشار بسیار کم با بخار جیوه پر می‌شود. یک جریان الکتریکی بین الکترودها در انتهای لوله اعمال می‌شود و جریانی از الکترون تولید میکند که از یک الکترود به الکترود دیگر جریان می‌یابد. وقتی الکترون‌های جریان با اتم‌های جیوه برخورد می‌کنند، الکترون‌های درون اتم‌ها را به حالت انرژی بالاتر تحریک می‌کنند. این انرژی به شکل تابش فرابنفش با بازگشت الکترون‌های اتم‌های جیوه به حالت پایه آزاد می‌شود. پرتوی فرابنفش متعاقبا به پوشش فسفر داخلی انرژی می‌بخشد و باعث می‌شود که نور سفید درخشانی را که ما از نورهای مهتابی مشاهده می‌کنیم منتشر کند. مکانیزم لامپ مهتابی یا فلورسنت حدود دو تا چهار برابر کارایی بیشتری در انتشار نور مرئی دارد، گرمای اتلاف کمتری تولید میکند و معمولا ده تا بیست برابر بیشتر از لامپ‌های رشته‌ای دوام می‌آورد.
یکی از ویژگی‌های منحصر به فرد منابع نور مهتابی این است که آن‌ها مجموعه‌ای از طول موج‌ها را تولید می‌کنند که اغلب در نوارهای باریکی که طیف خط نامیده می‌شوند، متمرکز می‌شوند. در نتیجه، این منابع طیف پیوسته‌ی روشنایی را که مشخصه‌ی منابع رشته‌ای است تولید نمی‌کنند. در شرایط عادی، اکثر افراد قادر به تشخیص تفاوت بین طیف خط و طیف طول موج‌های پیوسته نیستند. با این حال، برخی از اجسام رنگ‌های غیرعادی را در نور یک منبع ناپیوسته، به‌ویژه در نور مهتابی، منعکس می‌کنند. به همین دلیل است که لباس‌ها یا سایر اقلام بسیار رنگی خریداری شده در فروشگاهی که با نور مهتابی روشن می‌شود، اغلب در زیر نور طبیعی خورشید یا نور مداوم تنگستن، رنگ‌شلن کمی متفاوت به نظر می‌رسد.
مکانیزم لامپ مهتابی و موارد استفاده از لامپ مهتابی
با توجه به مکانیزم لامپ مهتابی و عملکرد خاص آن، امروزه این دسته از لامپ‌های مرئی کاربردهای گسترده‌ای دارند. در میکروسکوپ استریو نور بازتابی، به‌ویژه هنگام بررسی نمونه‌های حساس به حرارت، لامپ‌های مهتابی به دلیل راندمان بالا و خروجی حرارت کم نسبت به لامپ‌های تنگستن ترجیح داده می‌شوند. این منبع نور سفید مصنوعی در دمای رنگ با نور خورشید رقابت میکند. مکانیزم لامپ مهتابی به گونه‌ای است که ویژگی‌های سوسو زدن معمولی لوله‌های فلورسنت درجه‌ی مصرف کننده را حذف میکند. در مقایسه با لامپ‌های تنگستن، تنگستن هالوژن یا قوس الکتریکی، روشنگرهای میکروسکوپ لامپ مهتابی می‌توانند دوره‌های نسبتا طولانی (تقریبا 7000 ساعت) خدمات با کیفیت بالا را ارائه دهند. به عنوان یک منبع نور پراکنده، لامپ‌های فلورسنت یک میدان دید یکنواخت روشن بدون نقاط داغ یا خیره کننده و آزاردهنده را ایجاد می‌کنند.
از این بحث، آشکار است که اگرچه منابع روشنایی بسیار متنوعی وجود دارد، اما ما معمولا در طول زندگی روزمره‌ی خود تنها به تعداد کمی از آن‌ها متکی هستیم. در ساعات روشنایی روز، خورشید به عنوان منبع اصلی روشنایی ما در فضای باز عمل میکند، در حالی که معمولا در داخل خانه و در ساعات عصر به مکانیزم لامپ مهتابی و تنگستن متکی هستیم.
منبع
