告别白炽灯:日光灯发明史

作者:蝌蚪君综合 来源:蝌蚪五线谱发布时间:2019-03-20

灯~灯~灯~灯~灯~灯~灯~

1879年,爱迪生发明了白炽灯,使人们开启了用电照明的时代,“黑暗时代”正式结束。但是白炽灯最大的缺点就是:只利用了10%~20%的电能,其余的80%~90%都转化成热能散失到空气中被浪费掉了。能不能有一种新的电能利用照明工具呢?科学家们做了很多尝试,在这个过程中,往往后人的发明总是在前人发明的基础上进一步改良产生的。从白炽灯到日光灯,就是这样。

白炽灯

白炽灯开启了人类的“光明时代”(网络图)

美国科学家黑维特是第一个在此领域作出努力并取得成就的人:他发明了水银灯。

黑维特将耐热玻璃制成灯管,将灯管内的空气抽掉,然后充入各种金属和气体,反复进行比较。直到1902年,黑维特在真空的灯管中充入水银和少量氩气(氩气是一种惰性气体),通电后,水银蒸发,受电子激发发出强烈的光,水银灯诞生了。水银灯比白炽灯亮多了,能量利用率也比白炽灯高。但可惜的是,它会放射出大量紫外线,过量的紫外线对人体健康不利;而且它的光线近似于太阳光,又过于刺眼,因此并不合适广泛应用。

UV灯

水银灯(网络图)

虽然水银灯没能普遍使用,但是它的管状形状以及基本原理却是科学家们认可的。于是,科学家开始了对水银灯的改良工作,继续探索在真空管里注入气体的办法。在这个过程中,又一新发明诞生了,那就是霓虹灯。

1910年,法国科学家克劳特在抽掉空气的玻璃灯管中,分别充入氖、氩、氦等惰性气体。结果他发现,充入氖气,灯管会发出红橙色的光;充入氖气和氩气的混合气体,灯管会发出蓝色的光;充入氖气和水银的混合气体,灯管会发出绿色的光;充入氦气,灯管会发出金黄色的光。克劳特因此获得了霓虹灯的发明专利,并成立了“克劳特霓虹灯公司”。但是其亮度远不足为人们提供照明只用,虽然霓虹灯同样不适合日常生活的照明,但是却受到商家的追捧。

霓虹灯管

霓虹灯管(网络图)

受克劳特的影响,美国通用电气公司的研究人员伊曼在灯管中的充入物质上动起了脑筋。他想,水银灯的弊端之一是会发出大量波长较短紫外线,如果能把紫外线转变成其他的可见光,是不是就可以研制出适合照明的光源了呢?其实,早在1852年,英国物理学家斯托克斯发现了一种碰到光就能产生另一种光的荧光物质,并且经这种荧光物质转换后的光的波长远比外来光的波长要长。紫外线比可见光的波长短,用紫外线去照射荧光物质,就能得到比紫外线的波长要长得多的可见光。

伊曼马上想到了关键点在于荧光物质。他在一根玻璃管内,充进一定量的水银,然后在管内壁上涂满荧光粉,管的两端各制作了一个灯丝充当电极。通电后,水银蒸气放电,同时产生紫外线,紫外线激发管内壁的荧光物质而发出可见光。从此,荧光灯诞生了。

荧光灯

荧光灯管(网络图)

荧光灯没有水银灯的弊端,它比白炽灯更亮,且电能利用率高。由于荧光的成分与日光相似,因此人们也叫它“日光灯”。从此,日光灯作为新的照明灯具迅速进入家庭、学校、工厂、医院……

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