几种常见光源的发光机制

《几种常见光源的发光机制》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、几种常见光源的发光机制生活中常见的光源可分为自然光源与人造光源，最重要的自然光源是太阳。本文主要介绍几种生活中常见人工光源的基本构造，发光原理，发光效率，以及应用前景等。【关键词】光源基木构造发光原理发光效率？?用前景火是第一个人工光源，五十万年以前，人类己经广泛地使用火作为照明光源了，人们举起燃烧的木头，就成为现在还有人使用的火把。之后随着历史的发展，人类相继发明了灯芯，蜡烛，煤油灯等人工光源。直到十九世纪爱迪生成功的发明了白炽灯，人工光源的发展慢慢的进入一个全新的时代。之后相继出现了卤钨灯，荧光灯，发光二极管，激光等人工光源。不

2、管是自然光源还是人工光源，都是今天人类生活和发展必不可少的。今天我们主要介绍几种重要的人造光源，尤其重要介绍它们的发光机制。1白炽灯1.1基本结构白炽灯是第一代人工照明光源，主要由灯壳，灯丝，导线，芯柱，灯头等组成，如图1所示。灯壳：玻壳一般做成圆球形。tr炽灯工作的时候，玻壳的温度最高可达ioo°c左右，所以制作玻壳的材料是耐热玻璃，功率越大，材料的耐热性能要求越高。常用的有钠钙玻璃，大功率白炽灯用耐热性能更好的硼硅酸盐玻璃，一些特殊用途的灯泡采用彩色玻璃。具有隔离灯丝和空气，透光，保护等作用。灯丝：是灯泡的发光体，发光时温度很高

3、，所以有熔点很高的钨丝制成。为提高灯丝的发光效率和亮度，一般将钨丝绕成单螺旋丝或双螺旋丝。钨丝由芯柱上的钼丝支架支撑，两端与导丝连接。导线：两条导线由內导线、杜美丝和外导线三部分组成。内导线用来导电和固定灯丝，用铜丝或镀镍铁丝制做；杜美丝在内导线和外导线之间，是一段很短的红色金属丝，同玻璃密切结合而不漏气；外导线由铜丝制成，用来连接灯头通电。芯柱：芯柱由铅玻璃制成，绝缘性较好，连着导丝和玻壳，起着固定导丝的作用。用芯柱屮的排气管把玻壳里的空气抽走，然后将下端烧焊密封，灯泡就不漏气了。灯头：灯头是G炽灯电连接和机械连接部分，是连接灯座

4、和接通电源的金属件。1.2发光原理白炽灯是将灯丝通电加热到白炽状态，利用热辐射发出可见光的电光源。具体过程是灯丝在通电时，不断将热量聚集，使得灯丝的温度达2000摄氏度以上的白炽状态。这时候组成灯丝元素的原子由于热量聚集，内能增加，从而处于高能状态，由于原子核外电子满足能量最低原理，所以高能态的核外电子由于不稳定会被激发，从而使得其向较高能量的外层跃迁，当电子再次跃迁回低能量的电子层时，多余的能量便以光的形式释放出来，从而能够看到发光，并同时产生热量，故称之为白炽灯。1.3发光效率普通的钨丝白炽灯泡的发光效率（电能转化为光能的效率）

5、仅为2%--8%，中国将在近几年逐步用电子节能灯代替白炽灯。1.4应用前景白炽灯虽然具有光源小、便宜，通用性大，彩色品种多具有种类极多的灯罩形式，并配有轻便灯架、顶棚和墙上的安装用具和隐蔽装置等特点，但也有很多缺点，发光效率低就是其中一个最致命的缺点。所以，由于白炽灯的耗电量大，寿命短，性能远低于新一代的新型光源，为了节能环保，保护环境，白炽灯己被一些绿色光源所代替，被要求渐渐退出市场，一些国家己禁止生产和销倍G炽灯。2卤钨灯2.1基本结构卤钨灯是填充气体内含有部分卤族元素或卤化物的充气白炽灯。一般的白炽灯屮，虽然钨的蒸发率低，但随

6、着所用时间的增长，蒸发的钨会积累沉淀在玻壳上，使灯泡的玻壳发黑。而卤钨灯可以利用卤钨循环的原理消除了这一发黑的现象。为了使灯壁处生成的卤化物处于气态，卤钨灯的管壁温度要比普通白炽灯高得多。所以卤钨灯的灯壳必须使用耐高温且强度高的材料制成，一般可用石英玻璃或硬玻璃。玻壳尺寸小，灯内气压高，工作温度高，故灯内的工作气压要比一般充气灯炮高得多。如图2所示。2.2发光原理发光机制和白炽灯基本相同。但由于灯内的卤族元素气体与钨丝在发光过程中存在卤钨循环，所以与白炽灯发光原理存在一定的差异。通电后,灯丝发热，温度到达一定高度后，钨丝被蒸发向玻壳

7、方向移动，当接近玻壳时，钨蒸气被冷却到大约800度并和卤素原子结合在一起，形成卤化钨气体。卤化钨继续在玻壳内移动，当移动到被氧化的灯丝上时，其遇热后不稳定的卤化钨气体又会重新分解成卤素蒸气和钨，这样钨又在灯丝上沉积下来，弥补被蒸发掉的部分。我们把这一循环过程叫做卤钨循环。正是由于卤钨循环，灯丝的使用寿命得到了大大的延长，发光温度可以更高，从而亮度，色温和发光效率都比白炽灯更高。2.3发光效率发光效率较白炽灯提高15%—20%。2.4应用前景可用在照度要求较高、显色性较好或要求调光的场所，如体育馆、大会堂、宴会厅等。体积小，光维持率达

8、到95%以上，光效和寿命均比白炽灯要好，具有灯丝稳定性和抗震性都优异的特性，灯头易于联接。近年来又推出多种节能岗钨灯新品种，如“石英冷光射灯”也叫冷光灯。它具有冷光，光照成束，光照角度根据需要可以选择，冇射程功能等特点。这种冷光灯大量