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汞燈氣體壓力和溫度

汞的熔點為-38.86°C，沸點為356.7°C。由于它作為金屬的價值較低，因此在室溫下呈液態，既不是固態也不是氣態。在高于汞沸點的溫度下工作的燈的汞氣壓由封閉的汞量與燈泡內部體積的比值和管壁的平均溫度決定，因為所有放電管中的汞被氣化。高壓汞燈、超高壓汞燈或金屬鹵化物燈與此相對應。例如，如果將1克汞放入內徑為20毫米、燈管長度為120毫米的管狀燈中，此時燈泡的平均溫度為700℃，則燈管內的汞氣壓為約為 7.6 個大氣壓（5.78 x 103 托）。
至于計算方法，由于汞的原子量為200，0℃、1atm下的完美氣體的體積為22.4升，因此汞氣體的體積由封閉的汞量（波義耳定律）和除以燈泡體積來計算氣體壓力。，根據工作溫度（查爾斯低）對其進行修正。由于很難獲得整個氣體的平均溫度，所以采用管壁的平均溫度來代替。
在填充金屬沸點以下工作的燈中的氣壓比在沸點以上工作的燈復雜得多且難以控制。除低壓汞燈外，照明用銣燈和低壓鈉燈也屬于此類。低壓汞燈放電時的管壁溫度，即使在最高溫度下，一般也為200℃以下。這種燈中的氣壓與波義耳-夏爾定律無關，與管壁溫度相關的蒸氣壓是填充金屬中的氣壓。然而，由于燈管壁溫度各地不同，氣體壓力與最低管壁溫度即最冷點處的蒸氣壓一致。然而，最冷點所占據的面積也會影響氣體壓力的可控性。就超高功率熒光燈而言，據說最冷點面積約為整個管壁的 1% 時才有效1)。

正如稍后將詳細描述的，當管壁溫度在 35°C 至 45°C 之間時，熒光燈據說具有最高的光輸出。根據表 12)，40°C 時汞的蒸氣壓約為 6 x 10-3 托，對應于高真空的最低值3)。由于點燈時汞氣壓低，即使溫度稍微向低溫側移動，也是縮短燈壽命的主要原因。