《理論》〈電気及び電子計測〉[H29:問12]紫外線ランプの構造と動作に関する空欄穴埋問題

【問題】

【難易度】★★☆☆☆(やや易しい)

次の文章は,紫外線ランプの構造と動作に関する記述である。
紫外線ランプは,紫外線を透過させる石英ガラス管と,その両端に設けられた\(\fbox {  (ア)  }\)からなり,ガラス管内には数百パスカルの\(\fbox {  (イ)  }\)及び微量の水銀が封入されている。両極間に高電圧を印加すると,\(\fbox {  (ウ)  }\)から出た電子が電界で加速され,\(\fbox {  (イ)  }\)原子に衝突してイオン化する。ここで生じた正イオンは電界で加速され,\(\fbox {  (ウ)  }\)に衝突して電子をたたき出す結果,放電が安定に持続する。管内を走行する電子が水銀原子に衝突すると,電子からエネルギーを得た水銀原子は励起され,特定の波長の紫外線の光子を放出して安定な状態に戻る。さらに\(\fbox {  (エ)  }\)はガラス管の内部の面にある種の物質を塗り,紫外線を\(\fbox {  (オ)  }\)に変換するようにしたものである。

上記の記述中の空白箇所(ア),(イ),(ウ),(エ)及び(オ)に当てはまる組合せとして,正しいものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。

【ワンポイント解説】

本問は機械科目の照明分野に出てきそうな問題ですが,内容はそれほど難しくはなく,下図を理解していれば解答も比較的絞りやすいと思います。選択肢(イ)の希ガスはアルゴンガスのことです。合わせて覚えておきましょう。

【解答】

解答:(5)
(ア)
蛍光灯の両端に設けられているのは電極です。磁極では磁場が発生し,電子が出てきません。
(イ)
ガラス管内は安定物質の希ガスです。酸素が封入されていると,管内は爆発してしまいます。
(ウ)
電子が出るのは陰極です。この空欄は,構造を知らなくても答えたい問題です。
(エ)
蛍光ランプではガラスの内側に蛍光物質を塗布します。
(オ)
蛍光ランプでは,紫外線を可視光に変換し,日常的に使用されています。