1、原子能级概念

　　世间任何物质都是由分子组成。分子是由原子组成。原子是由多层电子和原子核组成。原子的外层电子叫价电子。在正常状态下价电子是处于基态能级。当原子从外界获得能量后，价电子跃迁到吸收能量相当的激发能级。受激原子是不稳定的。在一定时间（10-7秒）会放出能量，回到基态或低能态。放出能量是以辐射光子的形式释放。汞原子在受激回到基态时，能辐射254nm和 185nm的光子。

　　2、低气压气体放电模式

　　气体通常情况是绝缘体。一旦发生放电，气体就变成导体。在带电灯管中具有发射电子的电极，即灯丝上的电子粉中的钡原子。灯丝通电加热电子粉，钡原子获得能量就有电子逸出。当灯管两个电极间施加电压，就形成了电场。电子在电场作用下加速，使电子具有足够高的能量去碰撞管内的气体原子。在这种碰撞过程中，有的气体原子被激发，有的气体原子被电离。电离是原子被分离成带负电的电子和带正电的离子。激发是我们所期待的。能辐射光子，电离也是必须的。有电离才有新的电子产生，才能形成稳定的电流。当然，放电也受到条件限制。一是必须有一个适宜的放电空间。只有汞、氩，不能有其它杂质气体。特别是氧气，所以我们要通过排气、抽真空、再充入氩气的方式来实现。二是在这个空间两端要建立起电场，使带电粒子形成电流，并这种电流是受控的。因为气体放电有负阻特性，即一旦放电建立，放电管内阻会急剧下降，电流增加，管压随之下降，电流再升高，这样的过程一直将持续到灯管或线路烧毁，为防止此类现象发生，在放电线路中必须串入限流元件--镇流器。

　　3、荧光粉的固体发光

　　前面讲到放电管的放电建立并保持稳定，就能不断地辐射254nm的紫外线，如何将紫外辐射转化为可见光，要寻求一种光致发光的物质，荧光粉就是这样一种物质。它是一种正负离子相间按一定规律排列的离子晶体。每个晶体中加入激活剂形成发光中心。发光中心能吸收254nm的能量，激发到高能级，在回到基态时辐射出可见光，改变荧光粉的化学成分和掺杂，可以得到不同波长的光子，也就是我们看到的不同颜色的光。