【物理科普】从物理角度,看电灯泡那点事儿

【物理科普】从物理角度,看电灯泡那点事儿

一种电弧灯 来源:百度百科

从此电灯作为照明设备,我们生活中的照明设备经历了从高能耗到现在低能耗的一系列转变。

高温辐射型光源

这种类型的光源主要是指白炽灯。真正实现白炽灯产业化的,是1879年英格兰的托马斯·爱迪生(Thomas A. Edison)和他的助手。 再后来美国科学家将白炽灯中的灯丝换成了钨丝,延长了白炽灯的寿命,就是我们过去用的那种亮的发烫的电灯泡啦。

用白炽灯和机械装置模仿的牛顿摆 来源:identi.li

电灯泡的原理

电灯是将 电能转化为光能,以提供照明的设备,其工作原理是:电流通过灯丝(钨丝,熔点达3000℃以上)时产生热量,螺旋状的灯丝不断将热量聚集,使得灯丝的温度达2000℃以上,灯丝在处于白炽状态时,就像烧红了的铁能发光一样而发出光来。 灯丝的温度越高,发出的光就越亮。故称之为白炽灯。

从 能量的转换角度看,电灯发光时,大量的电能将转化为热能,只有极少一部分可以转化为有用的光能,电能利用率并不高,并不节能,所以才有了我们现在的日光灯。

同时白炽灯虽然牛逼,但大家知道,它有个致命缺点----- 死得快!

没过多久就要挂掉,即使没挂,也会发黑。

自黑是一种豁达,但白炽灯请走开。那么为什么白炽灯会发黑?

我们知道,在电灯内发亮的是钨丝, 钨丝可以在很高的温度下保持稳定而不会融化,而是直接升华成气体,等关灯后,温度下降,钨气又重新凝华成固体覆在了灯泡内壁上,因为钨是黑色固体,所以白炽灯用久了以后,钨在灯内壁反复累积,灯泡就会变黑了。

一般发黑后,寿命也就不长了,黑色的灯泡会影响照明质量,而且也不美观。

简单说来,钨丝受不了这热量,噼里啪啦一顿升华,往灯泡上撞,于是就黑了。

为了处理这个BUG,科学家不得不发明新的神器,确保灯泡成为亮、久、远、全面发展的好骚年----- 卤素灯!

灯除了照明还可以干什么

灯能起到提示的作用。从小就学过路口要看红绿灯,有的小伙伴把手机消息提醒设置成闪光灯,能闪瞎人的狗眼,不仅如此奥特曼胸前的红色LED+激光器还能起到提示奥特曼该放大招了的作用。

火神山雷神山医院建设一开始就装上了紫外灯。紫外灯也是主要靠汞蒸气激发放出的紫外光谱,紫外线能量高能够有效的破坏病毒细菌结构,紫外灯可以消毒也成了我们近日的关注热点,疫情还没有结束, 请大家要继续坚持做好消毒和防护工作。

紫外灯 来源:京东

我们还能检测荧光,利用荧光定量PCR技术, 从而实现对新冠病毒的检测。用荧 光染料标记新冠病毒遗传物质,这些荧光标记就像一个个小灯泡只要接触到病毒遗传物质的特定片段,就会发出荧光,于是我们就能检测到它们的存在。

我们可以通过白平衡来调节照片的色温。也就是相当于给相机拍摄的画面打上灯光。摄影中讲的调节照片的色温,和白炽灯的原理一样,都遵循黑体辐射的原理。 温度越高对应的色温越“冷”越,“蓝”,反之色温越“暖”,越“红”。

光源和对应的色温 来源:微信 摄影大课堂

灯光给我们带来便利的同时也点缀着我们的生活,2019年故宫的“上元之夜”给游客们带来了灯光的盛宴,一眼望去美不胜收。

灯光版清明上河图 来源:中国经济网

灯光不仅让我们走出了黑暗,

还让我们看到更加多彩的夜晚。

灯光虽然秀,但是节约用电的你更加优秀!

文章选自中科院物理所、学而思爱智康广州 ,经环球物理整理改编,如有侵权联系删除。返回搜狐,查看更多

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