平成29年度 電験3種 理論 問12の過去問解説

平成29年度 電験3種 理論 問12

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(ア)からなり、ガラス管内には数百パスカルの(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、(ウ)から出た電子が電界で加速され、(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、(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(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(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。

(ア) (イ) (ウ) (エ) (オ)
(1) 磁極 酸素 陰極 マグネトロン マイクロ波
(2) 電極 酸素 陽極 蛍光ランプ 可視光
(3) 磁極 希ガス 陰極 進行波管 マイクロ波
(4) 電極 窒素 陽極 赤外線ヒータ 赤外光
(5) 電極 希ガス 陰極 蛍光ランプ 可視光

解答・解説

正解(5)

紫外線ランプの構造を下図に示します。

管内に希ガスであるアルゴンが充填されており、その中に水銀原子が漂っています。

電極で電子が発生し、水銀に衝突すれば、そこで紫外光が発生します。

紫外線ランプの管内壁面に塗布された塗料が紫外光を可視光に変換し、ランプとして機能します。

以上より、(ア)電極、(イ)希ガス、(ウ)陰極、(エ)蛍光ランプ、(オ)可視光となるので、正解は(5)です。

なお、紫外線ランプの代表例は蛍光ランプですが、水銀が使用されているので次第にLEDに置き換わっています。

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