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五彩缤纷的灯 白炽灯的改进

时间:2019-10-04    点击: 次    来源:网络    作者:佚名 - 小 + 大

五彩缤纷的灯

  

白炽灯的改进

1882 年初春,第一批实用的白炽灯终于问世了,它给千家万户带来了光

明和欢乐。白炽灯是爱迪生对人类最辉煌的贡献之一。

但爱迪生发明的白炽灯也有缺点,就是使用寿命较短,这是因为他用的

灯丝是炭化竹丝,容易氧化而烧断。

有没有更好的材料可作灯丝呢?科学家们又开始进行新的试验。1910

年,美国通用电气公司的克利基用钨丝代替炭化竹丝作灯丝,发现使用寿命

大大提高,可用上千小时,这样就发明了钨丝白炽灯。钨丝不仅能耐高温,

而且亮度大大提高,因此很爱大众的欢迎。通用电气公司立即申请了钨丝灯

泡的专利,并将其命名为“玛兹”(玛兹是希腊神话中的神),从 1910 年开

始向全世界出售。这种钨丝白炽灯从那时起直到现在一直兢兢业业地为人类

服务。

但是,新的问题又出现了,钨丝灯泡也有缺点,因为金属钨达到一定高

温就开始蒸发,从而使玻璃泡变黑,影响了亮度。

为了解决这个问题,通用电气公司的另一位研究人员兰得米阿想出一个

新办法。他不使电灯的玻璃泡成为真空,而是在抽净空气后,给灯泡充以与

钨不发生化学反应的惰性气体,如氮气和氩气等,这样就可抑制钨的蒸发,

效果很好,很快又申请了专利,并于 1913 年开始生产这种充气灯泡。

此后,有一位名叫弗里德里奇的美国人,尝试向灯泡里充进碘、溴等卤

族元素。这类元素有一种本领,能够把蒸发到灯泡壁上的钨(充了惰性气体

后钨仍要蒸发,不过比较慢而已)重新“揪”回来,送回到钨丝上。这样不

仅提高了白炽灯的发光效率,还延长了白炽灯的使用寿命。1959 年第一盏卤

钨灯造出了,从而揭开了白炽灯发展史上新的一页。

荧光灯的诞生

白炽灯较之以往的蜡烛、煤油灯当然具有无法比拟的优点,但人们并不

满足,因为它还有很大的缺点。这种电灯是利用电流流过灯丝产生高热来发

光的,在由热转换为光的过程中,热量有很大的浪费。如果说原始的灯,是

灯与火不能分开;那么白炽灯则是灯与热难分难舍。科学家们想:能不能把

热与光分开呢?

1902 年,美国的休伊特研制成功了水银灯。水银灯是在真空的玻璃管中

注入少许的水银蒸气,在灯管的两端引出两个电极,加上电压后,使玻璃管

中产生放电电弧而发光。由于它是靠气体的激发而发光的,所以也叫做气体


放电灯。水银灯发出的光极强,光谱也接近太阳光。它的强光,适合于电影

的拍摄,一些摄影棚往往都用水银灯照明。

但水银灯也有缺点,就是有很强的紫外线,在室内长期使用会影响人的

身体健康,特别是损害人的视力。于是人们又开始考虑,有没有办法不使其

产生紫外线呢?

经过种种试验和摸索,终于找到一种荧光物质,如用光线照射它,它也

会发光,而所发出的光线的波长比照射它的光线的波长要长。紫外线波长比

一般可见光线的波长要短。这样一来,如果使用紫外线照射荧光物质,那么

荧光物质所发出的光线,其波长就比紫外线的波长要长,即不再是紫外线了。

如果在水银灯玻璃管内壁涂上荧光物质,那么水银灯发射的损害人视力的紫

外线,就会被转换成像白炽灯那样的光线了。这种灯的光色接近日光,因此

通常把荧光灯称为“日光灯”,它的发光效率要比白炽灯高出好几倍,而且

使用寿命也比白炽灯长,一般可达四五千小时。

霓虹灯与小太阳

既然水银蒸气通电后能发光,那么其他的气体行不行呢?科学家们进行

了各种试验,在抽空的玻璃管内充以各种气体,然后加上电压,看看有什么

结果?结果发现:充氮气的会发黄色光,充氢气的会发粉红色的光,充二氧

化碳的会发白色的光,充氩气的会发淡紫色的光,充氖气的会发桔红色的光,

若将氖气与水银蒸气混合,则会发绿色的光,啊!这不是五彩缤纷的霓虹灯

吗?是的,热闹的上海南京路、淮海路的商业街上装饰着的各种鲜艳夺目的

装饰灯,正是这种充了各种不同气体的霓虹灯。

气体放电灯还有很多:若充以钠蒸气,则加电压后的钠蒸气会激发出强

烈的黄光,它的发光效率很高,用作街道照明非常适合。你不妨留意一下,

一些都市街道的照明灯现在差不多改成发黄光的钠灯。由于它发出的荧光穿

透浓雾的能力强,所以也是船舰信号,港口、机场上的好光源。

若在玻璃管里充以氙气,则发出的光同太阳光几乎接近,不仅光色好,

且光效高,光强大,故又称为“小太阳”,可以用于广场大面积的照明。一

些体育场地的照明多用它。在场地的四周安装上几十盏“小太阳”,就如同

白昼,因此即使在夜晚,照样可以进行足球比赛。据测算,一盏 5 万瓦的氙

灯所发出的光相当于 1000 盏 100 瓦的日光灯,或者相当于 90 盏 400 瓦的高

压汞灯。

未来的光源

自从爱迪生发明白炽灯以来的百余年中,如上所述各种光源真是层出不

穷,五花八门。但不管如何变化,都需电源,未来的灯又应是怎样的呢?

现在有一种称为“原子灯”的已初露头角,这种灯不需电源,也不需外

加燃料,却能自动发光,寿命可达几十年,真可谓是“长命灯”了。

前面说过,荧光物质要能发光,必须要有其他光源照射,否则它就黯然

失色了。怎样能使荧光长久不衰呢?人们发现有些放射性同位素在不断衰变

的过程中,会发射出具有很大动能的射线,它能使荧光物质发光。如果把这

种放射物质与荧光物质放在一起,利用放射性物质产生的射线来激发荧光物

质,不就成了“永久”发光的灯吗?于是,一种新的光源——原子灯就诞生

了。

另外,有一种叫电致发光灯,它像一块熠熠生辉的发光板;一种叫半导

体灯,其实是一个发光二极管,它能直接把电能变成光能,使固体材料发光,


很有发展前途;还有一种化学发光灯,它利用物质的化学反应发出冷光,如

同萤火虫一样,发光效率极高,前景十分美好。

也许在不久的将来,这些新型光源就会出现在你的居室和书桌上,在你

的口袋里也许会放上一个只有指头大小的原子灯手电筒呢!

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