Инфракрасные лучи
Инфракрасное излучение

Штифт Нернста

Штифт Нернста

Штифт Нернста является превосходным источником для исследований и опытов в области инфракрасных лучей до 15 мкм. Для него характерны: стабильность работы, отсутствие продуктов сгорания, способных портить аппаратуру, простота использования и интенсивное излучение в рассматриваемой области. Штифт Нернста, как известно, представляет собой тонкий стержень из различных металлических окислов, накаливаемый с помощью электрического тока. Используя для питания штифта аккумуляторы, можно достигнуть замечательно постоянного излучения. В состав стержня входят окислы, обладающие значительным избирательным инфракрасным излучением, например окиси церия, тория, циркония и др. Кобленц опубликовал важные работы по этому вопросу и дал кривые излучения для одного и того же тела накала при различных потребляемых мощностях (рис. 8).

Рис.   8. Излучение лампы Нернста (по Кобленцу).

Потребляемая мощность (вт): 1 - 2 ;  2 - 3 ;  3 - 4,2 ;  4 - 6,2 ;  5 - 7,1;  6 - 10,6 ;  7 - 19,6 ;  8 – 102

На   рисунке справа видно, что при мощностях, соответствующих нормальному режиму  работы лампы,  при  2  мкм  имеет место резко   избирательное  излучение,   а   ранее    имевшийся   второй максимум  при 6 мкм исчезает. Очевидно, что с увеличением мощности интенсивность полос 1,5 — 2 мкм возрастает быстрее, чем интенсивность полосы 6 мкм. В случае еще более значительного потребления энергии максимум при 6 мкм почти совсем исчезает. Это обстоятельство объясняет, почему применение штифта Нернста имеет смысл практически только для получения излучений с длиной волны не свыше 14—15 мкм.

Природа данного тела накала, разумеется, представляет непосредственный интерес. Ритцов исследовал излучение окислов, нагреваемых электрическим путем, между 1 и 10 мкм. В этом диапазоне была определена зависимость излучения от температуры, размеров зерен и состава. Удалось установить, что излучение белых окислов между 1 и 5 мкм является относительно слабым, но постоянным при данной температуре. Это излучение быстро возрастает с увеличением длины волны. Излучение окрашенных окислов, таких как Се2О3 и Сг/)3> между 1 и 7 мкм заметно больше излучения белых окислов (окислов тория, циркония и др.) при тех же температурах и при тех же значениях длины волн. Для всех окислов излучение растет с температурой. Излучение зависит также от размеров зерен при всех температурах и при всех значениях длины волн, если размеры зерен уменьшаются от 20 до 0,5 мкм. Наконец, добавление небольшой доли окрашенного окисла к белому окислу дает смеси, обладающие более слабым излучением, чем излучение одних составляющих, в то время как те же смеси с большей пропорцией окрашенного окисла дают излучение более сильное, нежели излучение белых окислов.