Senda inn spurningu
Sólin Sólin Rís 05:15 • sest 21:38 í Reykjavík
Tunglið Tunglið Rís 01:18 • Sest 04:30 í Reykjavík
Flóð Flóð Árdegis: 07:36 • Síðdegis: 19:53 í Reykjavík
Fjaran Fjara Árdegis: 01:39 • Síðdegis: 13:42 í Reykjavík
Visit the English version

Flokkun:

Náttúruvísindi og verkfræði Eðlisfræði: í daglegu lífi

Hvað er bogaljós?

Ari Ólafsson

Bogaljósin (e. arc-light, arch-light) svokölluðu áttu sinn blómatíma á 19. öld áður en glóðarperan leysti þau af hólmi skömmu fyrir aldamótin 1900. Nú á dögum sjáum við bogaljós helst í ljósboganum sem myndast við rafsuðu málmhluta.

Bogaljós er myndað þegar rafstraumur fer í gegnum tvö kolarafskaut sem snertast í upphafi, en eru síðan dregin hvort frá öðru svo rafstraumurinn þarf að fara í gegnum loftið á milli þeirra. Gasið sem rafstraumurinn fer um glóir (sjá útskýringar hér neðar), en meginhluti ljósstyrksins kemur þó frá rafskautunum sjálfum sem verða hvítglóandi af hita.



Hér sést vel hvernig rafstraumurinn milli kolastanganna sveigist upp á við og myndar hinn einkennandi boga.

Bogaljósin voru mjög öflugir ljósgjafar (aflið gjarnan talið í kW) og hentuðu því vel til dæmis í ljóskastara og sviðslýsingu. Endingartími þeirra var þó stuttur þar sem rafskautin eyddust fljótt og sífellt þurfti að endurstilla fjarlægðina á milli þeirra. Heitið bogaljós kemur til vegna þess að rafstraumurinn í neistagapinu milli kolastanganna sveigir upp á við vegna upphitunar gassins og myndar þannig boga (e. arch).

Efni á gasformi eru almennt ekki (raf-)leiðandi. Ef rafsvið verður hins vegar nógu stórt (það er nógu mikill spennumunur verður yfir stutta vegalengd) getur gasið jónast og orðið rafleiðandi. Við jónun losna rafeindir frá hlutlausum frumeindum gassins. Rafeindirnar bera rafstrauminn gegnum gasið og geta losað fleiri rafeindir með árekstrum við þær frumeindir sem verða á vegi þeirra. Þar sem það þarf orku til að losa rafeindir frá frumeindum, þá losnar orka aftur þegar jón og rafeind sameinast á nýjan leik og mynda óhlaðna frumeind. Orkan sem losnar myndar ljós og varma. Gas sem er jónað að því marki að verða rafleiðandi er kallað rafgas (e. plasma).

Það er auðveldara að jóna heitt gas en kalt. Hin einkennandi bogalögun sem bogaljósið dregur nafn sitt af myndast einmitt þegar straumbrautin í ljósinu svignar þegar rafstraumurinn hitar loftmassann sem stígur upp. Form brautarinnar verður málamiðlun milli þeirrar vegalengdar sem straumurinn þarf að fara og hitastigs í brautinni. Þessi áhrif má sjá í svokölluðum Jakobs-stiga þar sem neisti á milli tveggja skauta sem mynda V-form skríður upp eftir leggjunum.

Þrátt fyrir að bogaljósin séu ekki notuð í dag lifir arfleifð þeirra þó enn í neonljósum og flúrperum. Þessir ljósgjafar eru byggðir upp á sama hátt, með gas á milli tveggja rafskauta. Munurinn liggur hins vegar í gasþrýstingnum, sem er um það bil 1/100 úr loftþyngd, og gastegundinni. Lægri þrýstingur þýðir að vegalengd milli skauta má vera lengri og auðveldara er að takmarka strauminn án þess hann detti út. Litur ljósgjafans ræðst svo af gastegundinni, og er litaflóran ríkuleg eins og auglýsingaskilti bera með sér.

Virka efnið í flúrperum er kvikasilfursgufa, sem gefur skarpt blágrænleitt ljós sem þó er samsett úr mörgum litum. Til að milda litasamsetninguna er glerrörið sem inniheldur gasið húðað að innan með fosfórdufti. Duftið deyfir grænbláu litina og endurgeislar rauðleitara ljósi og jafnar þannig litadreifinguna. Nafngift perunnar tengist því að endurskinið eða ljómunin fer í gegnum ferli sem kallast flúrljómun.

Frekara lesefni um bogaljós má finna á eftirfarandi síðum:

Frekara lesefni á Vísindavefnum:

Myndir:

Höfundur

Ari Ólafsson

Ari Ólafsson

dósent emeritus í eðlisfræði við HÍ

Útgáfudagur

27.6.2007

Spyrjandi

Þórdís Zoëga

Efnisorð

Tilvísun

Ari Ólafsson. „Hvað er bogaljós?“ Vísindavefurinn, 27. júní 2007. Sótt 26. apríl 2024. http://visindavefur.is/svar.php?id=6703.

Ari Ólafsson. (2007, 27. júní). Hvað er bogaljós? Vísindavefurinn. Sótt af http://visindavefur.is/svar.php?id=6703

Ari Ólafsson. „Hvað er bogaljós?“ Vísindavefurinn. 27. jún. 2007. Vefsíða. 26. apr. 2024. <http://visindavefur.is/svar.php?id=6703>.

Chicago | APA | MLA

Þessi síða notar vafrakökur Nánari upplýsingar

Ég samþykki
Spyrja

Sendu inn spurningu LeiðbeiningarTil baka

Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.

Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að svara öllum spurningum.

Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki nægileg deili á sér.

Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.

Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!

=

Senda grein til vinar

=

Hvað er bogaljós?
Bogaljósin (e. arc-light, arch-light) svokölluðu áttu sinn blómatíma á 19. öld áður en glóðarperan leysti þau af hólmi skömmu fyrir aldamótin 1900. Nú á dögum sjáum við bogaljós helst í ljósboganum sem myndast við rafsuðu málmhluta.

Bogaljós er myndað þegar rafstraumur fer í gegnum tvö kolarafskaut sem snertast í upphafi, en eru síðan dregin hvort frá öðru svo rafstraumurinn þarf að fara í gegnum loftið á milli þeirra. Gasið sem rafstraumurinn fer um glóir (sjá útskýringar hér neðar), en meginhluti ljósstyrksins kemur þó frá rafskautunum sjálfum sem verða hvítglóandi af hita.



Hér sést vel hvernig rafstraumurinn milli kolastanganna sveigist upp á við og myndar hinn einkennandi boga.

Bogaljósin voru mjög öflugir ljósgjafar (aflið gjarnan talið í kW) og hentuðu því vel til dæmis í ljóskastara og sviðslýsingu. Endingartími þeirra var þó stuttur þar sem rafskautin eyddust fljótt og sífellt þurfti að endurstilla fjarlægðina á milli þeirra. Heitið bogaljós kemur til vegna þess að rafstraumurinn í neistagapinu milli kolastanganna sveigir upp á við vegna upphitunar gassins og myndar þannig boga (e. arch).

Efni á gasformi eru almennt ekki (raf-)leiðandi. Ef rafsvið verður hins vegar nógu stórt (það er nógu mikill spennumunur verður yfir stutta vegalengd) getur gasið jónast og orðið rafleiðandi. Við jónun losna rafeindir frá hlutlausum frumeindum gassins. Rafeindirnar bera rafstrauminn gegnum gasið og geta losað fleiri rafeindir með árekstrum við þær frumeindir sem verða á vegi þeirra. Þar sem það þarf orku til að losa rafeindir frá frumeindum, þá losnar orka aftur þegar jón og rafeind sameinast á nýjan leik og mynda óhlaðna frumeind. Orkan sem losnar myndar ljós og varma. Gas sem er jónað að því marki að verða rafleiðandi er kallað rafgas (e. plasma).

Það er auðveldara að jóna heitt gas en kalt. Hin einkennandi bogalögun sem bogaljósið dregur nafn sitt af myndast einmitt þegar straumbrautin í ljósinu svignar þegar rafstraumurinn hitar loftmassann sem stígur upp. Form brautarinnar verður málamiðlun milli þeirrar vegalengdar sem straumurinn þarf að fara og hitastigs í brautinni. Þessi áhrif má sjá í svokölluðum Jakobs-stiga þar sem neisti á milli tveggja skauta sem mynda V-form skríður upp eftir leggjunum.

Þrátt fyrir að bogaljósin séu ekki notuð í dag lifir arfleifð þeirra þó enn í neonljósum og flúrperum. Þessir ljósgjafar eru byggðir upp á sama hátt, með gas á milli tveggja rafskauta. Munurinn liggur hins vegar í gasþrýstingnum, sem er um það bil 1/100 úr loftþyngd, og gastegundinni. Lægri þrýstingur þýðir að vegalengd milli skauta má vera lengri og auðveldara er að takmarka strauminn án þess hann detti út. Litur ljósgjafans ræðst svo af gastegundinni, og er litaflóran ríkuleg eins og auglýsingaskilti bera með sér.

Virka efnið í flúrperum er kvikasilfursgufa, sem gefur skarpt blágrænleitt ljós sem þó er samsett úr mörgum litum. Til að milda litasamsetninguna er glerrörið sem inniheldur gasið húðað að innan með fosfórdufti. Duftið deyfir grænbláu litina og endurgeislar rauðleitara ljósi og jafnar þannig litadreifinguna. Nafngift perunnar tengist því að endurskinið eða ljómunin fer í gegnum ferli sem kallast flúrljómun.

Frekara lesefni um bogaljós má finna á eftirfarandi síðum:

Frekara lesefni á Vísindavefnum:

Myndir:...