空心陰極燈元素?zé)?/strong>是一種特殊形式的低壓輝光放電銳線(xiàn)光源，它在分析化學(xué)、物理學(xué)、地質(zhì)學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。其工作原理基于高場(chǎng)電壓下的輝光放電。它主要由一個(gè)陽(yáng)極（通常為合金鎢棒）和一個(gè)空心圓筒形陰極（由被測(cè)元素的金屬或合金化合物構(gòu)成）組成，兩者密封在帶有光學(xué)窗口的玻璃管內(nèi)，并內(nèi)充低壓（幾百帕）的惰性氣體（如氖氣或氬氣）。當(dāng)在兩極之間施加200V-500V的電壓時(shí)，便產(chǎn)生輝光放電。在電場(chǎng)作用下，電子從陰極發(fā)出并加速向陽(yáng)極運(yùn)動(dòng)，途中與載氣原子碰撞并使之電離，產(chǎn)生的正離子再轟擊陰極表面，將被測(cè)元素原子從晶格中濺射出來(lái)。這些濺射出來(lái)的原子在空腔內(nèi)與其他粒子碰撞而被激發(fā)，最終發(fā)射出相應(yīng)元素的特征共振輻射。
1、陰極
材質(zhì)：通常由被測(cè)元素的金屬或合金制成，呈空心圓筒狀。比如檢測(cè)鐵元素時(shí)，陰極材料就是鐵；檢測(cè)銅元素時(shí)，陰極材料為銅。
作用：在電場(chǎng)作用下，電子與載氣原子碰撞并使之電離，放出二次電子，使電子與正離子數(shù)目增加，以維持放電。正離子從電場(chǎng)獲得動(dòng)能，當(dāng)其撞擊在陰極表面時(shí)，可以將原子從晶格中濺射出來(lái)。除濺射作用之外，陰極受熱也會(huì)使陰極表面元素發(fā)生熱蒸發(fā)。濺射與蒸發(fā)出來(lái)的原子進(jìn)入空腔內(nèi)，再與電子、原子、離子等發(fā)生第二類(lèi)碰撞而受到激發(fā)，發(fā)射出相應(yīng)元素的特征共振輻射。
2、陽(yáng)極
材質(zhì)：一般由金屬制成。
作用：作為陰極的對(duì)應(yīng)電極，主要作用是收集從陰極發(fā)射出的電子，并引導(dǎo)電流流向氣體填充區(qū)域。
3、填充氣體
種類(lèi)：常見(jiàn)的填充氣體有氬氣、氖氣、氙氣等惰性氣體。
作用：是產(chǎn)生放電和激發(fā)的必要條件。當(dāng)在兩極之間施加一定電壓時(shí)，電子與填充氣體的原子碰撞，使其電離，形成等離子體，從而產(chǎn)生輝光放電。同時(shí)，填充氣體的種類(lèi)和壓力會(huì)影響燈的發(fā)光特性，不同種類(lèi)的填充氣體會(huì)產(chǎn)生不同的光譜。
4、光學(xué)窗口
材質(zhì)：通常由石英或特制的玻璃材質(zhì)制成。
作用：為燈的發(fā)光提供一個(gè)密封的環(huán)境，保護(hù)燈內(nèi)部結(jié)構(gòu)不受外界環(huán)境的影響，同時(shí)也便于觀察和測(cè)量燈發(fā)出的光線(xiàn)。
