Lámpara de cátodo hueco

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Diagrama de una lámpara de cátodo hueco.

Una lámpara de cátodo hueco (LCH) es un tipo de lámpara que es usada en física y química como una fuente de líneas espectrales, generalmente para el funcionamiento de espectrómetros de absorción atómica y como estabilizador de frecuencias de laser.

Una LCH consiste de un tubo de vidrio que contiene un cátodo, un ánodo y un gas amortiguador (normalmente un gas noble). Al aplicar un gran voltaje entre el ánodo y el cátodo, el gas presente es ionizado dando lugar a un plasma. Los iones son entonces acelerados hacia el cátodo y logran desprender átomos de éste. El gas, el plasma y los átomos desprendidos se encontrarán en un estado excitado del cual caerán a un nivel más bajo después de emitir fotones, que finalmente serán usados según convenga.

Una LCH puede ser usada para calibrar una fuente de luz (como láseres) a una transición atómica específica por medio del efecto optogalvánico, que es el resultado de la fotoionización directa o indirecta. Al hacer pasar el láser a través de la lámpara, uno puede excitar (indirecta) o incluso ionizar (directa) los átomos dentro de ella, siempre y cuando el láser contenga la frecuencia correspondiente a la transición atómica. Fotoionización indirecta también puede ocurrir cuando un electrón choca con un átomo excitado haciendo a su vez que éste pierda un electrón.

  1. A + h \nu \rightarrow A^*
  2. A^* + e^- \rightarrow A^+ + 2e^-

A = átomo, h \nu = fotón, A^* = átomo excitado y e^- = electrón

Los iones creados así causan un incremento en la corriente entre en cátodo y el ánodo, cuya medición sirve para estabilizar la fuente de luz. Para esto se cambia algún parámetro de la fuente es escaneado hasta observar resonancia con la lámpara