高性能空心陰極燈是由玻璃管制成的封閉著低壓氣體的放電管。主要是由一個陽極和一個空心陰極組成。陰極是空心圓柱形，由待測元素的高純金屬或合金制成，貴重金屬以其箔襯在 陰極內壁。陽極為鎢棒，上面裝有鈦絲或鉭片作為吸氣劑。燈的光窗材料根據所發射的共 振線波長而定，在可見波段用硬質玻璃，在紫外波段用石英玻璃。制作時先抽成真空，然后 再充入壓強約為（267－333) Pa的少量氬等惰性氣體，其作用是載帶電流、使陰極產 生濺射及激發原子發射特征的銳線光譜。

由于受宇宙射線等外界電離源的作用，空心陰極燈中總是存在極少量的帶電粒子。當極 間加t(300－500)V電壓后，管內氣體中存在著的極少量陽離子向陰極運動，并轟擊陰極表 面，使陰極表面的電子獲得外加能量而逸出。逸出的電子在電場作用下，向陽極作加速運動， 在運動過程中與充氣原子發生非彈性碰撞，產生能量交換，使惰性氣體原子電離產生二次電子 和正離子。在電場作用下，這些質量較重、速度較快的正離子向陰極運動并轟擊陰極表面，不 但使陰極表面的電子被擊出，而且還使陰極表面的原子獲得能量從晶格能的束縛中逸出而進 人空間，這種現象稱為陰極的“濺射”。“濺射”出來的陰極元素的原子，在陰極區再與電子、惰 性氣體原子、離子等相互碰撞而獲得能量，被激發發射陰極物質的線光譜。

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