כיצד פועלת נורה פלורוסנטית?
19/12/2010

מבוסס על:

נורה פלורוסנטית היא נורה שמשתמשת בעקרון של עירור אטומים של גז כספית, שמייצרים גלים אולטרה סגוליים (באורכי גל של 10 ננו מטר עד 400 ננו מטר) הגורמים בתורם לחומר פלוראסנטי לפלוט גלים באורך גל נראה (אורכי גל של 400 ננו מטר עד 750 ננו מטר). חומר פלוראסנטי הוא חומר בעל נטייה לבלוע גלים באורך גל מסוים ולפלוט גלים באורך גל גבוה יותר. נורה פלורוסנטית צורכת חשמל והופכת אותו לאור נראה בצורה יעילה יותר מאשר נורת להט, ולכן ידידותית יותר לסביבה. כיום קיים מגוון רב של נורות פלורוסנטיות קומפקטיות המיועדות לשימוש ביתי.

כאשר מדליקים את הנורה עובר במעגל זרם של אלקטרונים. הנורה מורכבת בד"כ מקבל לוחות. בין הלוחות ישנם גזים אצילים (כגון ניאון) ואדי כספית. הזרם מחמם את הקתודה (שבמקרה זה היא ההדק השלילי) כך שהיא פולטת אלקטרונים. חלק מהאלקטרונים יכולים ליינן את אטומי הגז האציל (כלומר לעקור מתוכם אלקטרונים). אלקטרונים אלו יכולים לפגוע באטומים אחרים וליינן גם אותם, וכך מתאפשר מעבר של זרם מוגבר.

בנוסף, אלקטרונים יכולים להתנגש באטומים של אדי הכספית. אם יש לאלקטרון המתנגש אנרגיה קינטית מספקת, הוא יכול להעביר אותה לאלקטרון הנמצא ברמת האנרגיה הגבוהה של אטום הכספית. בכך הוא מעורר את האטום, כלומר מעלה את האלקטרון שקיבל את האנרגיה הקינטית לרמת אנרגיה גבוהה יותר. נציין שבמהלך זה אובדת חלק מהאנרגיה הקינטית המקורית.

רמת האנרגיה אליה עובר האלקטרון באטום הכספית היא לא יציבה. לכן יחזור האלקטרון כעבור זמן מה לרמת אנרגיה נמוכה יותר ויציבה. במהלך המעבר בין הרמות נפלט פוטון (חלקיק אור) שהאנרגיה שלו שווה להפרשי האנרגיה בין הרמות. רוב הפוטונים הנפלטים במעבר בין רמת אנרגיה גבוהה לנמוכה יותר באטום הכספית הם בקרינה בתחום האולטרה סגול (UV), בעלת אורכי גל בתחום 185-253.7 ננו מטר. אורכי גל אלו אינם נראים לעין, ולכן יש להופכם לאור נראה. תהליך זה נעשה על ידי פלורסנציה: הפוטונים באורכי הגל האולטרה סגול (נקרא להם "הפוטונים המקוריים") נבלעים על ידי אלקטרונים שנמצאים בציפוי הפנימי של הנורה המורכב מחומרים פלוראסנטיים. הפוטונים המקוריים גורמים גם הם לעליה ברמת האנרגיה של האלקטרונים שבחומר הפלוראסנטי. אלקטרונים אלו יורדים לאחר מכן ברמת האנרגיה, ופולטים פוטונים נוספים ("פוטונים משניים"). הפוטונים המשניים הם בעלי אנרגיה נמוכה מזו של המקוריים. אורך הגל של הפוטונים המשניים הוא בתחום הנראה לעין. הפרשי האנרגיה בין הפוטונים המקוריים לבין הפוטונים המשניים מתבטאים בחימום הנורה.