Qu’est-ce qu’une lampe à vapeur de mercure ?
Les lampes à vapeur de mercure sont des lampes qui émettent une lumière bleu-blanc à l’aide de vapeur de mercure. Par rapport aux lampes à incandescence, ces dernières présentent les avantages d’une grande efficacité lumineuse, d’une longue durée de vie et d’une maintenance réduite.
Les lampes à vapeur de mercure sont classées en deux catégories en fonction de la pression de la vapeur de mercure lorsque la lampe est allumée : les lampes à vapeur de mercure à haute pression et les lampes à vapeur de mercure à basse pression. Si la pression de vapeur de mercure est égale ou supérieure à 10^5 Pa, la lampe est de type haute pression (lampe haute pression) et si elle est égale ou inférieure à 100 Pa, elle est de type basse pression (lampe basse pression).
Certaines lampes à vapeur de mercure à haute pression sont de type ultra-haute pression, avec des pressions de vapeur de mercure de 10^6 à plusieurs 10^7 Pa.
Utilisations des lampes à vapeur de mercure
Les lampes à vapeur de mercure basse pression sont largement utilisées comme lampes germicides en raison de leurs propriétés de rayonnement ultraviolet (UV). Elles peuvent également être utilisées comme lampes fluorescentes en recouvrant les tubes d’émission d’une substance fluorescente, auquel cas elles sont utilisées pour l’éclairage général et comme sources lumineuses pour le durcissement aux UV (durcissement aux UV).
L’éclairage général et le durcissement aux UV sont des utilisations typiques des lampes à vapeur de mercure à haute pression. Dans d’autres applications, elles sont parfois utilisées pour des expériences de réactions photochimiques.
Il existe deux principaux types de lampes à vapeur de mercure à très haute pression : les lampes à arc court et les lampes à arc long. La première est utilisée dans les microscopes optiques et les équipements optiques en raison de sa forte luminance, tandis que la seconde est utilisée dans la fabrication de plaques et la gravure de semi-conducteurs.
Principe des lampes à vapeur de mercure
Les lampes à vapeur de mercure fonctionnent en enfermant de la vapeur de mercure dans un tube émetteur de lumière et en émettant de la lumière au moyen d’une décharge électrique dans la vapeur de mercure.
Lorsqu’une décharge se produit dans le tube émetteur de lumière, les atomes de mercure dans un état de basse énergie entrent en collision avec des électrons et passent dans un état de haute énergie (état excité ou ionisé). Lorsque les atomes de mercure dans cet état de haute énergie retournent à leur état de basse énergie, la lumière correspondant à la différence d’énergie entre les deux est émise.
La lumière émise lorsque les ions mercure retournent vers les atomes de mercure est appelée spectre continu, tandis que la lumière émise lorsqu’ils retournent de l’état excité à l’état fondamental (ou état métastable) est appelée spectre d’émission.
Il est connu que la longueur d’onde de la lumière émise par les lampes à vapeur de mercure varie en fonction de la pression de vapeur du mercure scellé dans le tube d’émission. Plus précisément, une pression de vapeur de mercure plus faible entraîne une plus forte émission de lumière à des longueurs d’onde situées en dehors de la région ultraviolette, tandis qu’une pression de vapeur de mercure plus élevée entraîne une augmentation de la lumière à des longueurs d’onde situées dans la région visible.
Cela signifie que les lampes à vapeur de mercure à basse pression émettent davantage de lumière ultraviolette, efficace pour la stérilisation, et conviennent donc à une utilisation dans les lampes de stérilisation.