ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Дуга Общая характеристика процессов в дуге из "Введение в спектральный анализ" В дуге удаётся возбуждение спектров почти всех элементов, исключение составляют лишь газы и некоторые металлоиды. Если, однако, шунтировать дугу большой ёмкостью, то в таком источнике удаётся возбуждение самых трудновозбудимых линий (см. 18). По чувствительности анализа дуга для большинства элементов превосходит пламя и искру. [c.53] Дуга представляет собой также и практически наиболее легко осуществимый способ возбуждения спектра, дающий к тому же в руки экспериментатора очень широкие возможности в отношении выбора формы и характера подвергаемых анализу проб. С помощью дуги удаётся анализировать как проводящие, так и не проводящие электрический ток вещества — в виде кусков металла, порошков металлов, минералов и руд, растворов и пр. [c.53] Существенным недостатком дуги является, однако, сравнительно малая воспроизводимость и стабильность условий возбуждения спектра. Это заставляет в основном ограничиваться применением дуги лишь для качественных и полуколичественных анализов, а для количественных анализов прибегать к использованию искры. Дугой для количественных анализов пользуются, главным образом, при исследовании руд и минералов, анализ которых в искре трудно осуществим. С точки зрения стабильности возбуждения спектра известными преимуществами обладает дуга переменного тока. Этот источник в последнее время с успехом используется и для количественных анализов металлов. [c.53] Дуговой разряд с электрической точки зрения можно охарактеризовать как разряд, протекающий при больших силах тока и малой (—40—80У) разности потенциалов на электродах дуги. [c.53] Как мы увидим ниже, величина балластного сопротивления существенным образом определяет и стабильность условий возбуждения спектра в дуге. [c.54] Обратимся теперь к механизму поддержания разряда. Раскалённый катод дуги (область так называемого катодного пятна, на которое опирается шнур дуги) эмитирует в значительном числе электроны. Пролетая прикатодную область разряда, на долю которой падает значительная часть наложенного на дугу напряжения, электроны разгоняются до очень больших скоростей. Попадая в столб дуги, электроны, сталкиваясь с атомами и молекулами газа, заполняющего дуговой промежуток, интенсивно ионизуют этот газ. Образующиеся новые свободные электроны вновь ускоряются электрическим полем, приходящимся на долю столба, вновь ионизуют газ и т. д. В результате этого процесса и обратного ему процесса рекомбинации части образующихся ионов и электронов в столбе устанавливается некоторая равновесная концентрация электронов и ионов. Образующиеся в столбе электроны, помимо беспорядочного движения, являющегося следствием столкновений, осуществляют, под действием электрического поля, некоторый упорядоченный дрейф к аноду дуги, которому и отдают свой заряд, обеспечивая этим перенос заряда от катода к аноду, т. е. протекание тока. В свою очередь ионы дрейфуют к катоду и, ускоряясь вблизи катода, интенсивно бомбардируют последний, поддерживая этим эмиссию электронов. [c.54] Таким образом, излучение столба дуги полностью определяется температурой столба. Зная последнюю, мы имеем полную характеристику спектра. Температура столба дуги может достигать очень высоких значений7000° для дуги между угольными электродами и 5000—6000° — для металлических дуг. Эти высокие значения температуры столба, далеко превосходящие температуру пламени, и обусловливают отмеченную выще способность дуги возбуждать линии практически всех металлов, причём помимо дуговых линий в дуге интенсивно возбуждаются и искровые линии многих элементов. Так, например, в дуге между угольными электродами элементы с низким ионизационным потенциалом оказываются ионизованными практически полностью. Поэтому, например, для щёлочно-земельных элементов, как уже упоминалось, наиболее интенсивные в дуге линии принадлежат не нейтральным атомам, а ионам этих элементов, т. е. являются искровыми линиями. [c.55] Аналогичное явление имеет место и для щелочных элементор, однако, искровые линии этих элементов расположены в далёком ультрафиолете, недоступном исследованию с обычной аппаратурой. Поэтому анализ на эти элементы можно вести лищь по дуговым линиям отсюда следует, что дуга по чувствительности анализов на эти элементы может уступать пламени, где благодаря более низкой температуре степень ионизации этих элементов значительно ниже. [c.55] Вернуться к основной статье