燈的今天和明天

自從電燈發(fā)明以來，照明與人們的生活關(guān)系密切。在燈的大家庭里，白熾燈和熒光燈是發(fā)光原理不同的兩個(gè)家族。白熾燈是熱輻射光源，它在通電之后，使物體溫度升高而發(fā)光。熒光燈是氣體放電光源，由電通過氣體而發(fā)光。

白熾燈的品種，有14000 種左右。在它的家庭中，還有碘鎢燈和溴鎢燈，以及開發(fā)時(shí)間不到30年的分子輻射燈。熒光燈的種類也有上千種。除了照明，它的用途更廣。

燈的形狀也千差萬別。小的只有幾個(gè)毫米，像米粒；大的直徑有1 米～2 米，像炮彈。功率小的只有毫瓦級(jí)；功率大的甚至有上萬瓦。正在開發(fā)的世界最亮燈——直流氬弧燈，功率達(dá)300千瓦呢！

特殊功效的燈

燈不僅用于家庭、商店和馬路照明，它在各行各業(yè)都有著廣泛的用途。一架現(xiàn)代化的飛機(jī)，要用30多種不同的光源；一艘現(xiàn)代化的軍艦，要用300 種～400 種光源。在醫(yī)療胃鏡、腹腔鏡探測(cè)件上用的燈要做得非常精巧，是一種微粒狀的小燈。在運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地上照明，則需要大體積、強(qiáng)功率的燈。

燈在特殊的崗位上有特殊的作用。紫外熒光燈是殺滅細(xì)菌的能手。對(duì)于空氣中、水中和物體表面的細(xì)菌，用紫外熒光燈來照一下，就會(huì)變得安全無毒。因此，它那高效便捷的滅菌本領(lǐng)，受到了醫(yī)院、生物制品、食品、水凈化等部門的歡迎。

奇妙的是，不同波長的熒光燈，還有不同的功效。波長為253.7 毫微米的短波紫外燈，對(duì)大腸菌、傷寒菌有殺滅作用。而波長為320 毫微米的中波紫外燈，卻對(duì)人的身體有保健治療功能。

我們知道，在礦井下面工作的工人，由于長期得不到太陽的照射，往往容易缺鈣。怎么辦呢？科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，中波紫外燈可以彌補(bǔ)這個(gè)不足。經(jīng)過中波紫外燈照射之后，能促使人體的麥角甾醇轉(zhuǎn)化為維生素D，從而促進(jìn)機(jī)體的鈣磷代謝，獲得與太陽光照射同樣的效果。

節(jié)能的燈

電燈誕生以來，向著節(jié)約能源的方向，一步步前進(jìn)。

電燈是愛迪生發(fā)明的。最初的燈泡光效只有1.4流明/瓦?，F(xiàn)在的白熾燈光效已達(dá)到了10 流明/瓦。在使用同樣電能的情況下，白熾燈比以前亮多了。在白熾燈基礎(chǔ)上發(fā)展起來的碘鎢燈光效為30流明/瓦，又比白熾燈亮得多。將碘鎢燈和白熾燈控制在同樣亮的情況下，顯然是碘鎢燈更加省電。

碘鎢燈為什么會(huì)節(jié)能呢？我們知道，白熾燈是熱輻射光源，發(fā)光體材料是鎢絲。發(fā)光體工作溫度越高，它的發(fā)光效率也就越高。當(dāng)它達(dá)到絕對(duì)溫度6500開時(shí)，它最大的光效是85流明/瓦。但遺憾的是，鎢的熔點(diǎn)只有約3680開。而且鎢絲在高溫下會(huì)蒸發(fā)，以至影響到燈的壽命。因此，普通的白熾燈，科學(xué)家在設(shè)計(jì)時(shí)，把發(fā)光體溫度控制在3000 開左右，光效只有約10流明/瓦，壽命為1000小時(shí)。

在研究節(jié)能燈的道路上，科學(xué)家進(jìn)行了不斷探索。他們發(fā)現(xiàn)，碘和鎢會(huì)產(chǎn)生可逆的反應(yīng)作用。于是，在白熾燈中加入了一點(diǎn)鹵元素（碘），制成了碘鎢燈。在碘鎢燈內(nèi)，燈絲蒸發(fā)出來的鎢，遇到碘元素，形成易于揮發(fā)的碘化鎢化合物。同時(shí)這些化合物在燈絲附近又被分解，使鎢重新回到燈絲上去。這個(gè)循環(huán)過程，使燈絲溫度一提高，發(fā)光效率就大大提高了。因此碘鎢燈要比白熾燈節(jié)約很多能量。

日新月異的燈

在色彩繽紛的燈的世界里，正在不斷地進(jìn)行更新，各種各樣的燈，將以新的面目，出現(xiàn)在人們的面前。在普通的白熾燈里，設(shè)計(jì)者把燈絲結(jié)構(gòu)改變，充入其他惰性氣體，如氪氣或氪氮混合氣，泡殼內(nèi)增加紅外線反射涂層等，于是便出現(xiàn)了一種新的節(jié)能白熾燈。有一種采用反射紅外線透射可見光涂層的白熾燈，可節(jié)約30%的能源，但這種燈目前的價(jià)格還比較貴。

碘鎢燈在光效和壽命方面比白熾燈高一倍，而鹵鎢燈則做得更加小，把它裝在礦工的帽子上，在井下使用，效果特好。小功率的鹵鎢燈，與反射器一起，組成一種密封式的燈具，出現(xiàn)在室內(nèi)照明和車頭上。

熒光燈的光效比白熾燈高4倍～5 倍。新穎的熒光燈，燈管越來越細(xì)，汞放電的電子溫度會(huì)上升，產(chǎn)生的紫外線容易激發(fā)管壁上的熒光粉，可節(jié)電5%～10%。在熒光燈內(nèi)，采用高光效的熒光粉，它的光效可達(dá)90流明/瓦左右。

馬路上的照明燈，是車輛和行人夜間行走不可缺少的光源。過去一般采用熒光高壓汞燈。這種燈由于照明亮度低、汞光譜線紫外部分較多，刺激司機(jī)的眼睛，容易引起視覺疲勞。現(xiàn)在用的高壓鈉燈，不會(huì)產(chǎn)生眩光作用。它的亮度高、均勻、清晰度好，很受駕駛員的歡迎。即使是在霧天，高壓鈉燈也能穿透霧層，為道路帶來光明。它發(fā)出金黃色光線，光效可達(dá)110流明/瓦，壽命長達(dá)8000 小時(shí)，是非常理想的路燈。

明天的燈

如今LED 燈以其優(yōu)越的性能特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于生活中，體現(xiàn)在節(jié)能和環(huán)保兩個(gè)方面，使用壽命在50000 小時(shí)以上，然而明天的燈將要比它更加優(yōu)越。

明天的燈將是長命燈。永久燈外形似白熾燈，但其實(shí)是一種無極熒光燈。它的管壁也涂有熒光粉，充有一定的汞氣壓，但沒有電極和啟動(dòng)器附件。它靠變換電路點(diǎn)燃，在燈泡內(nèi)形成環(huán)形放電區(qū)，建立很強(qiáng)的電磁場(chǎng)。在磁力線的作用下，汞蒸氣釋放出大量紫外線，去激活熒光粉而發(fā)光。永久燈沒有鎢絲，不怕電極被燒斷，壽命更長。它使用高頻振蕩變換電路，比熒光燈更節(jié)電。但發(fā)光機(jī)理比較復(fù)雜。

明天的燈將是節(jié)能燈。正在設(shè)計(jì)中的異型節(jié)能燈，具有較高的光效，比一般日光燈節(jié)電50%，壽命長一倍；比白熾燈節(jié)電83%，是一種全日光型的熒光燈。7W的節(jié)能燈相當(dāng)于40W的燈泡；11W的節(jié)能燈相當(dāng)于60W 的燈泡。它不僅能在140V 低壓下一次快速啟輝點(diǎn)亮，而且還能在240V高壓下工作。

明天的燈將是高效燈。金屬鹵化物燈將發(fā)揮它高光效的特點(diǎn)，但要向小型化努力。另外，隨著塑料工業(yè)的發(fā)展，一種聚碳酸酯塑料將用來做新穎的燈泡。這種燈，光線擴(kuò)散均勻，不刺眼睛，又具有耐沖擊和重量輕的特點(diǎn)。

燈具革命見證著科技的發(fā)展變化，現(xiàn)代家庭已不再滿足于光與亮，還要追求美的享受，照明與科學(xué)藝術(shù)相結(jié)合將給人們的家庭生活帶來溫馨與幸福。