照明小知识

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只见亮光不见灯 以上，我们所谈的各种新灯，除了卤钨灯以外，都是放电灯。卤钨灯把 电能转化为热能，由热激发发光；放电灯把电能转化为放电，放电激发发光。
现在所用的光源尽管千差万别，发光的过程基本上是这两种。本世纪二、三 十年代发现了一种发光过程完全不同的新光源，现在已经实际应用。这种新
光源就是场致发光灯，也叫固体发光灯。
有这么一间房间，里面既没有灯泡，也没有荧光灯管，连一只台灯都没 有。这样的房间到夜里该一团漆黑了吧！正相反，电钮一开，整个房间都放
出微带绿色的光，你在里面可以看清字典上的小字。为什么只见亮光不见灯 呢？原来房间里用的不是常见的灯，而是围绕着房间的四壁有一种新光源—
—平板式场致发光灯。这并非是“天方夜谭”，而是现代科学的新成就。 在大型体育馆里，你会看到一种新型记分牌，记分员一按电钮，它就自
动变换记分；记分牌上的阿拉伯数字发出清晰、明亮而又柔和的黄绿光，这 也是场致发光灯。在飞机机舱里，你会看到“No  Smoking”（禁止吸烟）的
信号牌，上面的字符发出醒目的红光，这也是一种场致发光灯⋯⋯国外还有 人想用场致发光灯做成显像管，一只显像管比一块黑板还薄，图像比玻璃的
真空显像管大得多。如能用这样的显像管制成电视机，将会受到大家的欢迎。 什么叫场致发光呢？这是指有些固体能在电场的激发下直接发光这样一种现
象。平板式场致发光灯像一块很薄又很大的夹心饼干。夹在中间的是发光主 体——一层由荧光粉和树脂或搪瓷混合成的荧光粉层，有时还多加一层保护
层，防止荧光粉层在电场下击穿。两块“饼干”，一块是透光的玻璃板，上 面涂上透明的导电膜，作为灯的一个极；另一块是金属片，既当电极，又可
以反射光。这层“夹心”——发光层不到 1/10 毫米厚，两面的“饼干”也很 薄，整个灯像一块薄板，和我们日常见到的灯没有一点相像，难怪人们认不
出来。这种灯的发光层上要加上电场才能发光，所以，电极是什么形状，发 光也就是什么形状。如果把电极分成许多小格，有些小格加上电场，有些小
格不加电场，加电场的发光，不加的不发光，这样就可以组成各种图案、数 字或文字。进一步，还可以控制电场加入的方式，产生各种变化。格子分得
很细，成为一个个小点，电场变化得快，就可以显示电视图像。
实用的荧光粉主要是高纯度的硫化锌晶体，掺入一点金属杂质做激活 剂。所掺杂质的成份不同，比例不同，发光的颜色也不同。可以发出蓝、绿、
黄光，其中以绿光材料最好，所以一般场致发光灯都是绿色的。要得到红光， 可以在玻璃表面涂上有机荧光涂料，把黄绿光转化为红色荧光。有了这许多
色彩，配起来就可以得到白光。真是色色俱全，五彩缤纷。
场致发光灯的电源可以是直流，也可以是交流的，以交流电源为主。飞 机上有 400 赫的交流电，是场致发光灯最好的电源。
这种灯的理论光效很高，约 100 流明/瓦。而实际上受制造工艺的限制， 最高只有 15 流明/瓦，不比普通白炽灯高多少，大批生产时光效更低。它的
突出优点是耗电少，每平方厘米约一毫瓦，一块记分板耗电不到一瓦；寿命 长，可以用几万小时，相当可靠。它是名副其实的冷光光源，再加上结构简
单，所以虽然目前光效低、价格高，仍是一种使用广泛的指示、显示灯。
除了前面提到的几种用途以外，场致发光板可以做收音机和电视机的调 谐标度盘、公共场所出口信号灯、汽车仪表盘和公路的路标牌等。飞机上要
用耗电少、重量轻的光源，场致发光灯恰好能满足这些要求。机舱信号、控 制板照明、地图阅读器等都用上了场致发光灯。在科研中，场致发光板还可
以做成图像存贮板，用来显示γ射线、χ射线、紫外线以及红外线等不可见 射线。
当然，场致发光是一种发展中的新光源，发光材料的性能和灯的性能都 还要进一步提高，才能发挥更大的作用。
明天更光明 时代的列车在飞奔，“不满足”是这一列车的轮子，载着人们滚滚向前！ 人类和黑夜进行了几十万年的斗争，近百年来取得了辉煌的胜利。特别
是白炽灯出现以来，照明领域发生了翻天覆地的变化。白炽灯到本世纪初发 展成钨丝白炽灯。而电弧灯到了本世纪发展成 30 年代的荧光灯，40 年代的
高压汞灯， 50 年代的氙灯，60 年代的金属卤化物灯、高压钠灯，70 年代的 无极荧光灯等等，形成了庞大的照明工业，真是万紫无极荧光灯千红，争光
斗艳。灯的性能也越来越好， 光效从爱迪生第一只实用白炽灯的每瓦 1.4 流明，提高到高光效灯的每瓦 140 流明，整整提高 100 倍。灯的寿命从几小
时提高到几十万小时。最亮的光源可以比太阳还亮（如激光），最大的放电 灯长度在一、二米以上，功率几十万瓦；最小的白炽灯泡直径不到 0.8 毫 米⋯⋯
但是人们并不满足，还在不断努力、不断探索、不断前进！人们要使最 少的电能发出最多的光能，要用最少的钱获得最好的灯，达到尽可能好的照
明效果，要使照明灯的使用寿命越来越长。总之，人们还在努力寻找经济、 长寿、方便和高光效的光源。
热辐射灯的特点是发连续光，使用方便；缺点是寿命短，光效低，大量 电能变为热损失。充气或用卤钨循环原理制成的灯，光效虽有提高，人们还
是不满足。继续改进的一条途径是提高热辐射灯的灯丝工作温度。例如氟钨 循环就是一种方法，如能实现，可以稍稍提高工作温度，提高光效和寿命。
另一条途径是找熔点更高的材料，这样的材料早就发现了，而且不止一种， 但是有的加工性能差，有的容易蒸发，有的在高温下不稳定。比较好的是碳 化钽，熔点达
4150K，1963 年已经克服加工困难，用来做白炽灯，工作温度 达到 3500～3600K，光效和光色均有改善。
还有一种想法是：既然白炽灯中有大量的热损失，其中大部分是红外辐 射，能不能把红外辐射利用起来呢？从根本上讲，这种想法更富有创造精神，
因为白炽灯中可见光能只占 5％～6％，而红外辐射却占 75％左右。如能利用 起来，光效就不是 10～20 流明/瓦，而是 100～200
流明/瓦了。世界上点这 么多的白炽灯，如能把光效提高 10 倍，90％的电能就可以省下来，这将是一
项多么重大的改革啊！有没有人想过这小灯泡里的大事业呢？确实有人在 想。提出来的一种方法是在白炽灯泡壁上涂上一层红外反射层，透过可见光，
把红外线反射回去加热灯丝。另一种方法更妙，要找一种特殊材料，直接把 红外辐射转化为可见光。对这两种方法都在做研究，也取得了一定的进展。
气体放电灯是一种正在迅速发展、日趋成熟并在广泛使用的光源。它的 特点是高光效、长寿命、花色品种繁多；主要缺点是使用不如白炽灯方便。
这种灯也在不断改进和发展。现在，已经试验成功一种高频无极荧光灯，它 兼有荧光灯和白炽灯的优点：光效高，寿命长，使用又方便。它的外形和 100
瓦的白炽灯泡一样，不过它有内外两层泡壳组成，泡壳之间抽真空，充入一 定量的汞和氩，外层泡壳的内壁涂荧光粉。它和荧光灯、白炽灯都不一样的
地方是没有灯丝。它的灯头上有一个高频电子组件，把 220 伏交流电变为高 频电流，通过磁性线圈在灯泡内形成高频电磁场。在高频电磁场作用下，氩
汞混合气体中产生高频放电，发出强烈的紫外线，然后荧光物质把紫外线转 变为可见光。用无极荧光灯代替白炽灯，可以节省 60％～70％电能。这种灯
目前正从实验室走向工厂，是一种有前途的新型荧光灯。 同时，人们利用稀土铝酸盐荧光材料，制成了红、黄、蓝三基色荧光粉，
可以制成光效和光色兼优的荧光灯。其他如高压钠灯和低压钠灯正在继续改 进。一些金属卤化物的新灯也在继续发展，还在研究进一步提高气压、简化
结构、改进工艺等方面的问题，以便使之更加实用。
另外，人们还发明了一种利用放射性同位素激发荧光粉发光的灯，叫做 原子灯。这种灯不用电源，可以自动发光，寿命达十几年，使用也比较方便
可靠。不过，它还在发展阶段，不够完善。
为了寻找更理想的灯，人们还在研究怎样跳出白炽灯和气体放电灯的框 框，作更大胆的设想，研制发光原理根本不同的新光源。
从能量利用的角度考虑，用电的光源并不理想。目前的电能大多是从燃 料燃烧产生的。燃烧产生热来推动发电机，从化学能转化为机械能，然后发
电机发电，再从机械能转化为电能，总的转换效率只有 30％左右。电能再转 变为光能，平均效率约 10％。所以从化学能转化为光能的总效率才 3％。能
不能把化学能直接转化为光能呢？能，自然界给了我们种种启示。自然界中 存在许多发光的动物，萤火虫就是其中的一种。
夏夜在农村里乘凉，经常会看到萤火虫慢慢地闪动着黄绿色的光。据说， 古时候还有人把许多萤火虫捉来当灯。萤火虫发的光是由一种叫“萤光素”
和一种叫“萤光酶”的物质和氧气产生化学反应时放出来的。经过研究，人 们发现萤火虫发光的能量转换效率高达 97％！我们现在用的光源距离这样的
水平还远着哩。真是科学无止境啊！目前有人研究把镁氧化时的化学能转化 为光能，制成镁光灯。在古老的照相馆里曾用过这种镁光作光源，淘汰了几
十年后，人们又想到它了，据说现在这种灯的效率已可达到 10％。
还有一种设想是利用世界上最大的能源——太阳。目前利用太阳能，主 要是使它转变为热，例如太阳灶；或使它转变为电，如太阳能电池。是否可
以用太阳来照明呢？白天利用太阳比较方便，建筑物采光性能好，就可以直 接利用太阳光。采光不好的，也有可能通过高效的光学装置把阳光引入室内，
国外已经有人在做这方面的实验。晚上呢？目前还没有太好的办法。是否可 以大胆地设想，将来会发明一种蓄光系统，将白天的阳光储存起来，到夜间
放出来供人们使用呢？应该是可以的。从某种意义上讲，整个科学技术史就 是由大胆设想、刻苦钻研和辛勤劳动构成的和谐而美妙的乐章。大胆设想、
刻苦钻研和辛勤劳动将为科学技术发展带来美好的未来，也将使未来的灯更 加光辉灿烂！






终于完了，呵呵，是有点长．．．．．

franklee

呵呵,    辛苦了,   我第一个顶一下,

验货

楼主的资料确实不错哈， 很长知识啊

ddhh

没有顶，我来，了解一下不错

莲池明月

:victory:

Freeman1234

哦，好多好長啊，樓主你好厲害，偶都看到眼花了。