灯的发展史？发光的原理和作用是什么？

1.白炽灯

它是最普通的电灯。当电流通过灯丝(钨丝)时，灯丝的温度高达2000℃以上，呈白炽，发出的光是白色的。白炽灯泡因与灯座的连接方式不同，分为螺口灯泡、灯座、卡口灯泡和灯座。普通白炽灯泡抽真空，避免灯丝氧化，60W以上的灯泡充氮气、氩气等气体，防止钨丝高温升华，因此灯丝温度可提高到2400 ~ 2700℃。灯丝温度越高，它消耗的电能转化为光能的比例就越大。

2.荧光灯

荧光灯主要由灯管、镇流器和启动器组成。灯管两端各有一根灯丝，充有稀氩气和微量汞蒸气，管壁涂有荧光粉。灯管的工作原理与白炽灯不同。两根灯丝之间的气体在导电时主要发出紫外光，荧光粉只有受到紫外光照射后才会发出可见光。不同类型的磷光体具有不同的颜色。

气体的导电性有一个特点:只有当灯的两端电压达到一定值时，气体才能导电；然而，为了在灯中保持一定量的电流，所需的电压要低得多。因此，如果在灯管两端施加220V的电压，就不能点燃。这个问题可以用镇流器和启动器解决。

3.节能灯

节能灯是指以稀土三基色荧光粉为原料研制的节能灯(一般采用电子镇流器驱动)。目前，灯具用稀土三基色荧光粉的应用已经进入了一个新的发展阶段。节能光源的发展趋势是光源的几何尺寸越来越小，光效越来越高，用较少的电能获得最高的光通量。7瓦的三基色节能灯，亮度和45瓦的白炽灯一样，寿命是普通白炽灯泡的8倍。

4.碘钨灯

自从1879白炽灯出现后，人们就和电灯结下了不解之缘。一百年来，随着科技的不断发展，电光源家族中的新型灯具层出不穷，大放异彩。

人们在发展荧光灯的同时，也没有忘记改进白炽灯。1959年，一个叫弗里德里希的美国人发现，给白炽灯充入碘，可以把蒸发的钨原子送回钨丝，不仅控制了灯丝的升华，而且大大提高了灯丝的温度，发出类似太阳光的光。用这种方法制成的灯叫碘钨灯。碘钨灯具有亮度高、寿命长的特点。1000瓦的碘钨灯相当于5000瓦普通灯泡的亮度。

随着研究的深入，发现可以将一些卤族元素的化合物充入白炽灯中，以达到更好的效果。比如把溴化氢充入白炽灯，制成的溴钨灯甚至比碘钨灯中的还要好，从而生产出各种卤钨灯。卤钨灯适用于车间、剧院、舞台、工作室等场合。我们看到电视记者在拍摄电视新闻的时候，手里拿着一个非常亮的光源，就是卤钨灯。它的缺点是辐射出大量的热量，有时甚至可以用来烘烤物体。

5.高压汞灯

照明用高压汞灯的外壳由应时玻璃制成，并充有一定量的汞和少量的氩。为了使高压汞灯起弧，需要在两个电极之间有足够高的电场强度。对于充氩汞灯，该值约为4伏/厘米。以300瓦的高压汞灯为例。在室温下，灯内的气压约为10 ~ 20个大气压(106 ~ 2× 106 Pa)。极距为10 cm，启动电压应在400伏以上。因此，灯不能通过直接使用220伏电源来启动。

玻壳高压汞灯通常借助辅助电极启动，辅助电极通过40 ~ 60千欧的电阻R与非相邻电极相连。当灯连接到电网时，在辅助电极和相邻的主电极之间施加220伏的交流电压。这两个电极之间的距离很近，通常只有2 ~ 3毫米，所以它们之间有很强的电场。在这种强电场的作用下，两个电极之间的气体被分解，发生辉光放电，放电电流受到电阻r的限制，如果r太小，电极就会烧坏。主电极和相邻的辅助电极之间的辉光放电产生大量的电子和离子，这些带电粒子在两个主电极之间扩散，引起主电极之间的放电，并在两个主电极之间迅速过渡到电弧放电。在灯点燃的初始阶段，汞蒸气和氢气在低压下放电，此时管压降很低，约为25伏；放电电流很大，大约5 ~ 6安培，称为启动电流。低压放电时释放的热量使管壁温度上升，汞逐渐汽化，汞蒸气压和灯电压逐渐上升，电弧开始收缩，放电逐渐过渡到高压放电。当汞全部蒸发后，管道压力开始稳定，进入稳定的高压汞蒸气排放。

可以看出，高压汞灯从启动到正常工作需要一段时间，一般为4 ~ 10分钟。

高压汞灯的发光效率比较高，在35 ~ 65流/瓦以上。高压汞灯除了发光效率高之外，还能发出强烈的紫外线，所以它不仅可以用于照明，还可以用于照相印刷、健康日光浴、化学合成、塑料和橡胶的老化试验、荧光分析、探伤等。高压汞灯光效高、发光体小、亮度高，适用于室外照明。但它的光色是蓝绿色的，缺少红色成分，所以被照物体不能完全显示原来的颜色。

如果高压汞灯中的汞蒸气压大于10个大气压，就会变成超高压汞灯，发光效率也会相应提高。高压汞灯发光效率高，但亮度不够高。在许多场合，如各种光学仪器和投影系统，需要高达104 ~ 106厘米(CD/cm2)的高亮度光源，超高压汞灯就是这样一种光源。

6.高压钠灯

高压钠灯是一种高强度气体放电灯泡。高压钠灯使用时发出金白光，具有发光效率高、功耗低、寿命长、透雾性强、不引诱昆虫等优点。广泛应用于道路、高速公路、机场、码头、码头、车站、广场、街道路口、工矿企业、公园、庭院照明和植物栽培。高色高压钠灯主要用于体育馆、展览馆、赌场、百货商店和酒店的照明。

当灯泡启动时，在电弧管两端的电极之间产生电弧。由于电弧的高温，管中的钠汞齐被加热并蒸发成汞蒸汽和钠蒸汽。阴极发出的电在向阳极移动的过程中，与原子撞击放电物质，使其获得能量产生电离激发，然后从激发态回到稳态。或者从电离态到激发态，再回到无限循环，多余的能量以光辐射的形式释放出来，产生光。高压钠灯中放电物质的蒸气压很高，即钠原子密度高，电子与钠原子碰撞次数频繁，使共振辐射光谱变宽，产生其他可见光谱的辐射，所以高压钠灯的光色比低压钠灯好。

以上是一些常见的照明灯具。

此外，新颖的电光源层出不穷。

1.准分子光源的出现(ELS)

近年来，在光源辐射机理的研究中，准分子工作物质，如KrF、ArP、NeF、XeCl等被用于制造大功率紫外光源。同时，利用微波放电、介质阻挡放电等无极放电可以制成新型准分子辐射光源，光能转换效率超过50%。目前，已研制出58×68cm2的60WX2准分子大面积平面照明系统。这种灯不需要充水银，从环保的角度看更吸引人。目前已有可将172nm高效转化为可见光的荧光粉产品，并已制成实用的无汞荧光灯出售，特别是在LCD的背景照明中，已得到有效应用。作为一种新型无汞荧光灯，其发光效率与直管荧光灯相近，并可制成平面形状，其进一步的特点是不含有害物质，无污染。它可用作予言，准分子光源有着光明的前景。

2.超高压汞灯(UHP)研制成功。

近年来，人们对具有投影系统的显示设备给予了极大的关注，而影响其性能的关键附件是短弧光源。1995年，荷兰飞利浦公司首先研制出极距约为1.3mm，功率为100w W的超高压汞灯..灯工作时，水银的蒸汽压可达200个大气压。汞的蒸气压越高，灯的亮度越高，汞原子的谱线越宽，分子连续谱和带电粒子的复合谱越强，特别是595nm以上的红色辐射随着灯内工作气压的增加而增加，从而提高了灯的显色性。由于灯的电极在放电时处于非常高的温度，钨材料会蒸发沉积在球壁上，导致光衰。现在通过在工艺中向灯内充入少量的氧卤，可以有效清洁灯泡，灯的寿命可以达到12000h·h。

3.微波光源的兴起

1992年，国际电光源科技提出了微波硫灯新技术。通过在应时灯泡中充入硫元素和低压氩气，在频率为2 450MHz的微波能量驱动下，通过硫分子的振动能和转动能的转换，发现该灯可以发出连续的可见光谱。

1994年，美国Fusion公司制造了功率为3400w的微波硫灯照明系统..该产品辐射光谱接近太阳，可大范围调光，寿命60000h，可任意方向点燃。微波硫灯还可以利用光管技术将灯发出的强光沿着光管传输到需要照明的广阔区域。最近，为了使硫灯适用于家庭和商业照明。经过几年的共同研发，中国光源行业还在1999推出了VEC-1000微波硫灯产品，技术指标接近国际同类产品水平。

4.固体光源开始进入光源领域。

近30年来，半导体发光二极管(LED)作为固体光源，取得了重大突破。灯的光效提高了100倍，成本降低了10倍。近年来突破了单一颜色的限制，走向白光照明。

与灯泡相比，二极管体积更小，寿命更长，对环境的危害更小。仅电力一项，每年就能为人类节约数百亿英镑。可连续使用65438+百万小时，相当于11年。科学家预言，灯泡的历史任务很快就会完成，人类很快就会进入发光二极管时代。氮化镓基高亮度白光发光二极管(LED)因其节能、寿命长、环保等优点，将逐渐取代现有的白炽灯和荧光灯。二极管的发光本质是半导体光心的复合发光。具体机理比较复杂和简单，就是离子球附近的电场使半导体二极管中的杂质光心复合，将电场能量转化为光能。具体涉及到半导体发光的化合物理论，半导体中施主和受主的化合物比较复杂。有兴趣可以参考黄昆固体物理和半导体物理荧光灯，也就是低压汞灯，在放电过程中利用低压汞蒸气。荧光灯里有两根灯丝。灯丝上涂有三元碳酸盐(碳酸钡、碳酸锶、碳酸钙)，俗称电子粉。在交变电压的作用下，灯丝交替充当阴极和阳极。灯管内壁涂有荧光粉。管内充有压力为400帕至500帕的氩气和少量的水银。通电后，液态汞蒸发成压力为0.8帕的汞蒸气。在电场的作用下，汞原子不断地从原始状态被激发到激发态，然后自发地跃迁到基态，辐射出波长为253.7nm和185nm的紫外线(主峰波长为253.7nm，约占总辐射能量的70-80%；次峰波长为185nm，约占总辐射能量的10%)释放多余能量。磷光体在吸收紫外线的辐射能后发射可见光。不同的荧光粉发出不同的光，这也是荧光灯能做成白色和各种颜色的原因。因为荧光灯消耗的电能大部分用于产生紫外线，所以荧光灯的发光效率远高于白炽灯和卤钨灯，是目前最节能的电光源。通过气体放电将电能转化为光的电光源。气体放电有很多种，常用的有辉光放电和电弧放电(见电弧放电)。辉光放电一般用于霓虹灯和指示灯。电弧放电可以有很强的光输出，所有的照明光源都使用电弧放电。荧光灯、高压汞灯、钠灯和金属卤化物灯是用于照明的最广泛使用的气体放电灯。

原理气体放电灯放电发光的基本过程分为三个阶段:①放电灯接入工作电路时，产生稳定的自持放电，阴极发射的电子被外加电场加速，电能转化为自由电子的动能；(2)快速运动的电子与气体原子碰撞，气体原子被激发，自由电子的动能转化为气体原子的内能；(3)被激发的气体原子从激发态回到基态，获得的内能以光辐射的形式释放出来。当重复上述过程时，灯将继续发光。放电灯的光辐射与电流密度、气体种类和气压有关。某些种类的气体原子只能辐射出某些波长的谱线。在低压下，放电灯的辐射光谱主要是原子的特征光谱。当气压升高时，放电灯的辐射光谱变宽并向长波方向发展。当空气压力非常高时，在放电灯的辐射光谱中存在强的连续光谱分量。

结构各种气体放电灯都是由灯泡、电极和放电气体组成，基本结构都差不多。泡壳和电极由真空空气密封，并且泡壳填充有放电气体。气体放电灯不能单独接入电路，必须和触发器、镇流器等辅助电器一起接入电路才能稳定启动和工作。放电灯的启动通常需要施加高于电源电压的电压，有时高达几千伏或几万伏。使用漏磁变压器或启动器可以满足上述要求。电弧放电一般具有负伏安特性，即电压随电流增大而降低。如果放电灯单独连接到电网，灯泡或电路元件将被过电流损坏。放电灯和镇流器可以串联使用以稳定工作。镇流器可以是电阻、电感或电容。通常，DC电源使用电阻镇流器，低频交流电源使用电感镇流器，高频使用电容镇流器。

特点及应用气体放电灯具有以下特点:①辐射光谱具有选择性。通过选择合适的发光物质，可以将辐射光谱聚焦在所需的波长上，同时使用几种发光物质可以获得最佳的组合光谱。②效率高，它们能将25 ~ 30%的输入电能转化为光输出。③使用寿命长。使用寿命长达1000小时或20000小时以上。(4)光输出维持良好，在其寿命末期仍能提供初始光输出的60 ~ 80%。

气体放电灯广泛应用于工业、农业、医疗和科学研究。除用作照明光源外，它还广泛应用于摄影、投影、照相印刷、照相复制、平版印刷、化学合成、塑料和橡胶的老化、荧光显微镜、光学示波器、荧光分析、紫外线探伤、杀菌、医疗、生物培养、固体激光器等。

从荧光灯的发光机理可以看出，荧光粉对荧光灯的质量起着关键作用。20世纪50年代以后，大部分荧光灯使用的是卤磷酸钙，俗称卤粉。卤粉便宜，但发光效率不够高，热稳定性差，光衰减大，光通量维持率低。所以不适合小直径的紧凑型荧光灯。1974年，荷兰飞利浦公司首先成功研制出荧光粉氧化钇(发射峰值波长为611nm的红光)、铝酸镁(发射峰值波长为541nm的绿光)和铝酸钡镁(发射蓝光)，这三种材料对人眼都很敏感。峰值波长为450nm)按一定比例混合成三基色荧光粉(全称稀土三基色荧光粉)。其发光效率高(平均发光效率在80lm/W以上，约为白炽灯的5倍)，色温为2500K-6500K，显色指数约为85。作为荧光灯的原料可以大大节约能源，这就是高效节能荧光灯的原因。可以说，稀土三基色荧光粉的开发和应用是荧光灯发展史上的一个重要里程碑。没有三基色荧光粉，就不可能有新一代小直径的紧凑型节能荧光灯。但是稀土三基色荧光粉也有它的缺点，最大的缺点就是价格高。

目前，常见的荧光灯有:

(1)直管荧光灯。这种荧光灯属于双端荧光灯。常见标称功率有4W、6W、8W、12W、15W、20W、30W、36W、40W、65W、80W、85W、125W。管径为T5、T8、T10和T12。灯座G5，G13。目前广泛使用的是T5和T8。T5显色指数> 30，显色性好，对多彩物体和环境的照明效果理想，光衰减小，使用寿命长，平均使用寿命10000小时。适用于服装、百货、超市、食品、水果、图片、橱窗展示等丰富多彩的场合。T8色亮度好，节能，寿命长，适用于酒店、办公室、商店、医院、图书馆、家庭等颜色简单但亮度高的场所。

为了安装方便、降低成本和安全，许多直管荧光灯的镇流器被安装在支架中以形成自镇流荧光灯。

(2)彩色直管荧光灯。常见的标称功率有20W、30W、40W。管径为T4、T5和T8。G5和G13用于灯座。彩色荧光灯光通量低，适用于商店橱窗、广告或类似场所的装饰和彩色展示。

(3)环形荧光灯。圆形荧光灯和直管状荧光灯除了形状没有太大区别。常见标称功率有22W、32W、40W。G10q用于灯座。主要提供给吸顶灯，吊灯等。作为家庭、商场等照明的配套光源。

(4)单端紧凑型节能荧光灯。这种荧光灯的灯管、镇流器和灯头是紧密结合在一起的(镇流器放在灯头里)，除了破坏性撞击外不能拆卸，所以被称为“紧凑型”荧光灯。因为不需要加镇流器，驱动电路也在镇流器里，所以这种荧光灯也是自镇流荧光灯，也是内启动荧光灯。全灯通过E27灯头直接接入供电网络，可以方便地直接替代白炽灯。

这些荧光灯大多使用稀土三基色荧光粉，因此具有节能功能。下表列出了光通量大致相同的节能荧光灯和白炽灯的对比。

节能荧光灯功率(W)5 7 9 11 18 36 45 65 85 105编辑主要靠放电产生的紫外线发光的放电灯称为荧光灯。

荧光灯主要是一种低压汞蒸气电弧放电灯。它在气体放电中消耗的电能主要转化为紫外范围的电磁辐射(约63%转化为254-185nm之间的C类紫外辐射)，约3%的能量在放电中直接转化为可见光，其主要波长为405nm(蓝紫光)、436nm(蓝光)和456nm。紫外线照射灯管内壁的荧光粉涂层，紫外光的能量被荧光材料吸收，一部分转化为可见光释放出来。从典型的荧光灯发射的可见光(包括从磷光体涂层发射的和在放电期间直接发射的)相当于输入到灯中的能量的大约28%。荧光灯的光学性能主要取决于灯管的几何尺寸，即长度和直径、填充气体的种类和压力、荧光粉的涂覆和制造工艺。

荧光灯的色温分为:

暖色系列:如/29、/827、/830、/927、/930等。，能创造温暖的光彩，缩小距离空间，给人一种轻松舒适的照明感觉。使用时一般与白炽灯混合使用，不适合与自然光混合使用。

中音系列:如/33、/835、/840、/927、/940等。使用中性色时，明亮的白光可以与自然光完美结合，一般用于有自然光照射或要求色调氛围较冷的空间。

冷色调系列:如/54、/850、/865、/950、/965等。，可以营造宁静，增加距离和空间，给人活泼的灯光感觉。使用时一般用在比较色彩1或者特别强调冷色效果的地方。

荧光灯的显色性分为:

一个品牌的标准直荧光灯；

显色指数低，如51，63，72等。，适用于一般工作场所和对显色不重要的场所(仓库、停车场)。

某品牌三基色直管荧光灯；

显色指数大于85，适合长期工作场所，能让工人感到舒适。

某品牌的豪华直型荧光灯；

显色指数为95、97、98等。，用于显色要求高的场所或特殊环境。

选择荧光灯的秘诀:灯的色温、显色性、寿命、发光效率、汞含量。

强光(英语:光)

适用范围:广泛用于货场装卸、检查维修、事故抢修等。如铁路、电力、公安、钢铁、石化等单位夜间施工照明。

产品特性

1.外形美观，操作简单方便，可以手提，放在桌子上，磁力吸引，悬挂照明等。灯头和手柄的角度可分别在135和180范围内任意调节(每隔15)。强光和工作灯可以随意更换。选用大功率灯泡，使用寿命长，光效高。标准配置是聚光灯照明。

2.灯下部高能电池容量大，性能优异，自放电率低，可随时充电；小巧轻便，易于拆卸和更换。充满电后，六个月内存储容量应不低于全容量的85%，两年内不低于全容量的60%。

3.精密的结构、特殊的合金和防弹橡胶材料，可以确保产品能够承受强烈的碰撞和冲击；密封性好，能抗风雨。编辑本段聚光灯聚光灯是装饰性照明，它缩小了光束的照射范围，使其聚焦在一个很小的区域。常用于酒柜或墙面作装饰，增强照明效果，穿透力强，功率低。泛光灯的特点:适用于大型场合和建筑物。

1，高纯铝反射镜，光束最准，反射效果最好。

2.对称窄角、广角和不对称配光系统。■

3.把灯泡换成背开式的，维护方便。

4、灯具附有刻度板，便于照射角度的调整。

1.省电:射灯的反光板具有强折射功能，约10瓦的功率即可产生强光。

2.聚光灯:光线集中，能突出或强调一个物体或空间，装饰效果明显。

3.舒适:射灯颜色接近自然光，将光线反射到墙面上，没有眩光。

4.品种:可以用小灯泡做出不同的投影效果。

聚光灯的分类:

1.下部照明灯。可以安装在天花板上、床头上方、橱柜内，也可以悬挂、落地、悬挂，分为全隐藏和半隐藏两种。筒灯的特点是光源局部照明，上下自由散射，光源封闭在灯罩内。其形状有管状筒灯、套筒筒灯、花盆筒灯、凹槽筒灯、筒灯，可分别安装在玄关、客厅、卧室。比如在电视机附近安装一盏绿瓷罩下的壁灯，既能看清东西，又不影响看电视。雕塑上方有一个袖套式筒灯，可以将人们的视线引向艺术品，方便品评和观赏。选择筒灯，瓦数不要太大，只是为了照明，不刺眼。

2.轨道照明。多为金属喷涂或陶瓷材质，有纯白、米色、浅灰色、金色、银色、黑色等颜色；形状有长有圆，大小不一。聚光灯投射的光束可以集中在一幅画、一个雕塑、一盆花、一件精美的装饰品等上。，并且还可以照在房间主人所坐的转椅靠背上，营造出多彩奇幻的光影效果。可用于客厅、玄关或卧室、书房。可以设置一盏或多盏，射灯的形状和颜色要尽可能与房间整体设计和谐统一。轨道安装在吊顶下15 ~ 30cm处，或吊顶靠墙的角落处。& lt/DD & gt；