電燈的發(fā)展史

燈身邊的事物燈的發(fā)展史前10號(hào)火開始了人類照明領(lǐng)域的第一次革命，而愛迪生發(fā)明的白熾燈被公認(rèn)為第二次照明領(lǐng)域的革命，而被稱之為LED的半導(dǎo)體照明，無疑將引領(lǐng)人類照明領(lǐng)域第三次革命。中國有車胤囊螢夜讀的傳說，螢火蟲的身體尾部有一個(gè)發(fā)光器，發(fā)光細(xì)胞中的主要物質(zhì)是蟲熒光素和熒光酶。蟲熒光素是產(chǎn)生光能的來源，熒光酶則是催化劑。蟲熒光素轉(zhuǎn)換能量的效率很高，其中只有約2%%~10%%的能量浪費(fèi)在熱能上，其余能量都用來發(fā)光，因此螢火蟲的發(fā)光可以稱為一種“冷光”，物理學(xué)家認(rèn)為這是非常理想的燈光。一直到1879年10月21日，在美國新澤西州的一間積滿灰塵的實(shí)驗(yàn)室里，愛迪生把很細(xì)的碳化纖維絲封在一個(gè)玻璃泡里面，利用真空泵把玻璃泡里的空氣抽走，再穩(wěn)定地供給電壓，使燈絲變成一個(gè)很穩(wěn)定的明亮光源，電力照明的時(shí)代從此降臨。雖白熾燈泡后來經(jīng)過改良以適應(yīng)特殊需求，因此可再細(xì)分為普通用照明燈、高壓和低壓電燈、鹵素?zé)?、紅外線燈等種類。但是大致而言，白熾燈泡若要作為大型房間或大范圍的空間照明器材，還無法滿足人類的需求，但百余年來，電燈的發(fā)明一直在人類科學(xué)史上占有很重要的地位。熒光燈可以說是室內(nèi)照明非常重要的發(fā)明，現(xiàn)在全世界的夜間室內(nèi)照明絕大多數(shù)都是采用熒光燈。熒光燈管比起傳統(tǒng)的燈泡來，具有使用壽命長，發(fā)光效率較高，光照面積大，可調(diào)整成不同光色等幾項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)。熒光燈的使用，滿足了人類絕大多數(shù)場(chǎng)合的需求，雖然各式各樣的電燈仍陸續(xù)在開發(fā)中，然而截至20世紀(jì)為止，依舊無法發(fā)展出比日光燈更符合人類需求的發(fā)明。熒光燈雖然有許多的優(yōu)點(diǎn)，但最大的一個(gè)缺點(diǎn)就是熒光燈管非常消耗電力，絕大多數(shù)的電能都消耗在熱能上。此外，燈管中的汞存在污染環(huán)境的問題，因此，尋求新的照明光源一直是科學(xué)家和企業(yè)界的任務(wù)。在20世紀(jì)后期開始發(fā)展的發(fā)光二極管給未來照明帶來曙光。1996年，日本日亞化學(xué)公司在GaN藍(lán)光發(fā)光二極管的基礎(chǔ)上，開發(fā)出以藍(lán)光LED激發(fā)釔鋁石榴石熒光粉而產(chǎn)生黃色熒光，所產(chǎn)生的黃色熒光進(jìn)而與藍(lán)光混合產(chǎn)生白光(藍(lán)光LED配合YAG熒光粉)，開啟了LED邁入照明市場(chǎng)的序幕。白光發(fā)光二極管的主要構(gòu)造包含底部的二極管，涂在二極管或燈罩上的熒光粉，以及隔絕外界的燈罩。當(dāng)?shù)撞康亩O管(通常是半導(dǎo)體材料)接受電能的激發(fā)后，產(chǎn)生電子與電洞對(duì)，當(dāng)電子與電洞再結(jié)合的時(shí)候，二極管便發(fā)出第一發(fā)射光(紫外光或藍(lán)光)。這第一發(fā)射光可以被熒光粉吸收并轉(zhuǎn)換成第二發(fā)射光(可見光波長范圍)，當(dāng)沒有被熒光粉吸收的第一發(fā)射光和熒光粉所發(fā)射出來的第二發(fā)射光混合以后，便得到白光。利用不不同熒熒光粉粉的搭搭配，，發(fā)光光二極極管也也可如如日光光燈管管般具具有偏偏冷色色系或或暖色色系的的不同同光色色。此此外，，經(jīng)過過多年年的研研究與與發(fā)展展，發(fā)發(fā)現(xiàn)利利用高高效率率的紫紫外光光發(fā)光光二極極管作作為發(fā)發(fā)射光光源，，是未未來白白光發(fā)發(fā)光二二極管管成為為照明明裝置置的不不二選選擇。。因此此，如如何發(fā)發(fā)展高高效率率的紫紫外光光發(fā)光光二極極管，，以及及適合合于紫紫外光光用的的各色色熒光光粉，，是現(xiàn)現(xiàn)今大大家所所努力力的目目標(biāo)。。隨著目目前LED技術(shù)術(shù)的進(jìn)進(jìn)步，，白光光LED的的應(yīng)用用也逐逐漸開開展，，包括括指示示燈、、攜帶帶式手手電筒筒、液液晶屏屏幕背背光板板、汽汽車儀儀表及及內(nèi)裝裝燈等等。而而業(yè)界界更相相信，，未來來10年內(nèi)內(nèi)，白白光發(fā)發(fā)光二二極管管將普普遍應(yīng)應(yīng)用在在照明明上，，成為為21世紀(jì)紀(jì)人類類照明明的曙曙光。。在電燈燈問世世以前前，人人們普普遍使使用的的照明明工具具是煤煤油燈燈或煤煤氣燈燈。這這種燈燈因燃燃燒煤煤油或或煤氣氣，因因此，，有濃濃烈的的黑煙煙和刺刺鼻的的臭味味，并并且要要經(jīng)常常添加加燃料料，擦擦洗燈燈罩，，因而而很不不方便便。更更嚴(yán)重重的是是，這這種燈燈很容容易引引起火火災(zāi)，，釀成成大禍禍。多多少年年來，，很多多科學(xué)學(xué)家想想盡辦辦法，，想發(fā)發(fā)明一一種既既安全全又方方便的的電燈燈。19世紀(jì)紀(jì)初，，英國國一位位化學(xué)學(xué)家用用2000節(jié)電電池和和兩根根炭棒棒，制制成世世界上上第一一盞弧弧光燈燈。但但這種種光線線太強(qiáng)強(qiáng)，只只能安安裝在在街道道或廣廣場(chǎng)上上，普普通家家庭無無法使使用。。無數(shù)數(shù)科學(xué)學(xué)家為為此絞絞盡腦腦汁，，想制制造一一種價(jià)價(jià)廉物物美、、經(jīng)久久耐用用的家家用電電燈。。這這一天天終于于來到到了。。1879年10月月21日，，一位位美國國發(fā)明明家通通過長長期的的反復(fù)復(fù)試驗(yàn)驗(yàn)，終終于點(diǎn)點(diǎn)燃了了世界界上第第一盞盞有實(shí)實(shí)用價(jià)價(jià)值的的電燈燈。從從此，，這位位發(fā)明明家的的名字字，就就象他他發(fā)明明的電電燈一一樣，，走入入了千千家萬萬戶。。他，，就是是被后后人贊贊譽(yù)為為“發(fā)發(fā)明大大王””的愛愛迪生生。燈泡泡燈的的首首次次使使用用已已很很難難確確切切地地考考證證了了。。不不過過，，電電燈燈的的問問世世卻卻有有據(jù)據(jù)可可查查。。世世界界上上第第一一盞盞犁犁口口般般大大小小的的電電燈燈由由美美國國科科學(xué)學(xué)家家托托馬馬斯斯··阿阿爾爾瓦瓦··托托馬馬斯斯瓦瓦··愛愛迪迪生生于于1879年年10月月21日日試試制制成成功功。。在在研研制制過過程程中中，，托托馬馬斯斯··阿阿爾爾瓦瓦··托托馬馬斯斯··阿阿爾爾瓦瓦··愛愛迪迪生生仔仔細(xì)細(xì)分分析析了了當(dāng)當(dāng)時(shí)時(shí)的的煤煤氣氣燈燈和和弧弧光光燈燈，，他他的的主主攻攻方方向向是是尋尋找找一一種種耐耐熱熱材材料料。。由由電電流流把把它它燒燒到到白白熱熱化化程程度度而而發(fā)發(fā)出出熾熾熱熱的的光光卻卻又又不不至至于于斷斷裂裂或或熔熔化化。。他他偶偶然然發(fā)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)棉棉線線在在空空氣氣中中一一下下子子燒燒成成灰灰燼燼，，而而碳碳棉棉線線放放入入處處理理過過的的玻玻璃璃球球內(nèi)內(nèi)則則發(fā)發(fā)出出了了熾熾光光。。很很遺遺憾憾，，光光亮亮只只維維持持了了幾幾分分鐘鐘就就消消失失了了。。他他錯(cuò)錯(cuò)誤誤地地放放棄棄了了這這項(xiàng)項(xiàng)試試驗(yàn)驗(yàn)，，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)而而試試用用銫銫、、鎳鎳、、鉑鉑(白白金金)、、鉑鉑銥銥合合金金等等1，，600種種不不同同的的耐耐熱熱材材料料，，收收獲獲都都甚甚微微。。托馬斯··阿爾瓦瓦·托馬馬斯·阿阿爾瓦··愛迪生生重新回回到了碳碳的研究究上。那那年10月，他他試驗(yàn)了了一段長長20厘厘米、直直徑為0．15厘米的的碳棒，，其耐熱熱力達(dá)到到5．5小時(shí)，，他又不不斷改進(jìn)進(jìn)著碳化化方法和和抽氣處處理。1879年10月21日那那天，他他把1根根直徑為為0．025厘厘米碳化化了的棉棉線用作作燈絲，，發(fā)出的的光度明明亮、穩(wěn)穩(wěn)定，它它以4燭燭光的照照明度，，1小時(shí)時(shí)、2小小時(shí)………足足亮亮了45個(gè)小時(shí)時(shí)，經(jīng)過過1年多多的努力力，數(shù)千千次的試試驗(yàn)。人人們盼望望已久的的電燈終終于誕生生了。同年11月月，托托馬斯斯·阿阿爾瓦瓦·托托馬斯斯·阿阿爾瓦瓦·愛愛迪生生改用用碳化化了的的卡紙紙大大大改進(jìn)進(jìn)電燈燈壽命命后，，生產(chǎn)產(chǎn)商就就迫不不及待待地把把它投投入生生產(chǎn)。。1880年除除夕，，3，，000人人走上上紐約約街頭頭觀賞賞這一一新發(fā)發(fā)明。。成功功并未未使托托馬斯斯·阿阿爾瓦瓦?atarget=_blankhref=/view/37912.htm>斯瓦瓦·愛愛迪生生停步步。第第二年年，他他制造造出能能連續(xù)續(xù)亮上上1，，200個(gè)個(gè)小時(shí)時(shí)的毛毛竹絲絲燈。。直到到1904年，，奧地地利人人發(fā)明明了比比毛竹竹絲燈燈強(qiáng)3倍的的鎢絲絲燈，，前者者才被被取代代。鎢鎢絲燈燈從1907年年起一一直沿沿用至至今節(jié)能燈燈是白白熾燈燈的進(jìn)進(jìn)步眾所周周知,白熾熾燈是是愛迪迪生的的重要要發(fā)明明,這這個(gè)重重要的的發(fā)明明使人人類從從此告告別了了黑暗暗,迎迎來了了光明明.但但是白白熾燈燈太耗耗電了了,它它大概概只有有不到到十分分之一一的能能量才才變成成了光光能,其它它都是是熱能能白白白的被被浪費(fèi)費(fèi)掉了了.所所以人人們都都在想想辦法法要用用新的的光源源來替替代白白熾燈燈.節(jié)節(jié)能燈燈就應(yīng)應(yīng)運(yùn)而而生了了.由由于它它相比比而言言便宜宜又好好制作作,所所以就就得到到了大大量的的應(yīng)用用,有有逐步步取代代白熾熾燈的的趨勢(shì)勢(shì).節(jié)能燈的的兩極是是普通的的鎢絲.鎢絲通通電發(fā)熱熱后,就就能發(fā)射射出電子子.在燈燈管兩側(cè)側(cè)加上比比較高的的電壓,形成電電場(chǎng),這這些電子子就會(huì)在在燈管里里被加速速,形成成有一定定速度和和能量的的電子流流.燈燈管是被被抽成真真空的，，里面充充有汞，，就是我我們稱為為的水銀銀。在在燈燈管通電電發(fā)熱的的情況下下,這些些水銀從從液態(tài)蒸蒸發(fā)就變變成了氣氣態(tài).形形成游離離狀態(tài)的的汞原子子。電子子流中的的電子以以一定速速度打在在汞原子子上,使使汞原子子受到激激發(fā),變變成激發(fā)發(fā)狀態(tài)的的電離子子.稱為為發(fā)生了了階躍，，激發(fā)狀狀態(tài)的汞汞過了很很短的時(shí)時(shí)間就自自發(fā)地回回落到原原來的狀狀態(tài),同同時(shí)釋放放出紫外外線光，，紫外線線光不能能用來照照明.于于是我們們?cè)跓艄芄艿膬?nèi)壁壁涂了一一些熒光光物質(zhì),在紫外外線光的的轟擊下下,熒光光物質(zhì)受受到激發(fā)發(fā)以后,就能發(fā)發(fā)出比較較自然的的光線,可用用于我們們照明。。市面上較常見見的節(jié)能燈管管有一般的普普通燈管及漸漸為主流的三三基色燈管，，和白熾燈泡泡相比都有省省電的優(yōu)點(diǎn)。。所不同的是是普通燈管的的顯色性偏低低，而三基色色的燈管則呈呈現(xiàn)出自然的的陽光色，并并且在顯色性性及光效率上上都更勝過一一般的普通燈燈管。從上面面我們就可以以知道，汞在在節(jié)能燈管中中是起中介作作用的，沒有有汞節(jié)能燈就就不會(huì)發(fā)光。。每支燈管里里的汞是很少少的。據(jù)據(jù)查：一支支管徑為36毫米的粗管管徑熒光燈含含汞量在25～45毫克克，一支管徑徑為26毫米米的細(xì)管徑熒熒光燈含汞量量為20毫克克，一支管徑徑為10毫米米的緊湊型熒熒光燈含汞量量為10毫克克。汞在常溫溫下呈液態(tài)，，是一種易流流動(dòng)的銀白色色液態(tài)金屬。。汞在熒光燈燈管里作為氣氣體放電介質(zhì)質(zhì)而存在，不不但提高了燈燈的光效，而而且豐富了光光源的種類。。所以目前的的節(jié)能燈光源源都含有汞。。由于汞的沸沸點(diǎn)很低，在常溫下即可可蒸發(fā)，廢棄棄的熒光燈管管破碎后，立立即向周圍散散發(fā)汞蒸氣，，瞬時(shí)可使周周圍空氣中的的汞濃度達(dá)到到每立方米10～20毫毫克，國家規(guī)規(guī)定的汞在空空氣中的最高高允許濃度為為每立方米0.01毫克克。它還可以以隨著空氣而而流動(dòng).一旦旦進(jìn)入人體的的汞超過某一一閾值，就會(huì)會(huì)破壞人的中中樞神經(jīng)系統(tǒng)統(tǒng)，造成對(duì)身身體的極大危危害。汞進(jìn)入入人體后很難難被排除。筆筆者工廠的工工人有十多年年沒有接觸汞汞了,但現(xiàn)在在檢查身體汞汞的含量仍然然很高，而且且隨時(shí)都還在在打排汞針。。所以筆者對(duì)對(duì)節(jié)能燈有種種本能的恐懼懼。其實(shí)含汞汞照明燈在使使用過程中一一般沒有什么么污染，污染染主要是報(bào)廢廢后電光源被被隨意丟棄，，破裂造成汞汞擴(kuò)散到空氣氣中，危害人人體健康，污污染環(huán)境。由由于回收困難難和回收價(jià)值值太低，加之之它還有許多多的其它弊病病，所以唯一一的辦法就是是淘汰它。燈的種類一、白熾燈1.普通白熾熾燈即一般常常用的白熾燈燈泡特特點(diǎn)：顯色色性好(Ra=100)、開燈即亮亮、可連續(xù)調(diào)調(diào)光、結(jié)構(gòu)簡簡單、價(jià)格低低廉，但壽命命短、光效低低。用用途：居室、、客廳、大堂堂、客房、商商店、餐廳、、走道、會(huì)議議室、庭院。。運(yùn)運(yùn)用方式：臺(tái)臺(tái)燈、頂燈、、壁燈、床頭頭燈、走廊燈燈。三、熒光燈（（俗稱日光燈燈）特特點(diǎn)：光效高高、壽命長、、光色好。熒熒光光燈有直管型型、環(huán)型、緊緊湊型等，是是應(yīng)用范圍十十分廣泛的節(jié)節(jié)能照明光源源。用用直管型熒熒光燈取代白白熾燈，節(jié)電電70~90%，壽命長長5~10倍倍；對(duì)對(duì)直管型熒熒光燈進(jìn)行升升級(jí)換代，節(jié)節(jié)電15~50%；用用緊湊湊型熒光燈取取代白熾燈，，節(jié)電70~80%，壽壽命長5~10倍；(2)低壓鈉燈燈(lowpressuresodium(vapor)lamp)特特點(diǎn)點(diǎn)：發(fā)光效率率特高、壽命命長、光通維維持率高、透透霧性強(qiáng)，但但顯色性差。。用用途：隧道、、港口、碼頭頭、礦場(chǎng)等照照明。四、高強(qiáng)度氣氣體放電燈(highintensitydischargelamp-HID)高高強(qiáng)強(qiáng)度氣體放電電燈有：熒光光高壓汞燈、、高壓鈉燈和和金屬鹵化物物燈。(1)熒熒光高壓汞燈燈特特點(diǎn)：壽命長長、成本相對(duì)對(duì)較低。用用途：：道路照明、、室內(nèi)外工業(yè)業(yè)照明、商業(yè)業(yè)照明。(2)高壓鈉燈特特點(diǎn)點(diǎn)：壽命長、、光效高、透透霧性強(qiáng)。用用途途：道路照明明、泛光照明明、廣場(chǎng)照明明、工業(yè)照明明等。(3)金金屬鹵化物燈燈特特點(diǎn)：壽命長長、光效高、、顯色性好。。用用途：工業(yè)照照明、城市亮亮化工程照明明、商業(yè)照明明、體育場(chǎng)館館照明以及道道路照明等。。(4)陶瓷金金屬鹵化物燈燈特特點(diǎn)：性能優(yōu)優(yōu)于一般金鹵鹵燈。用用途：商商場(chǎng)、櫥窗、、重點(diǎn)展示及及商業(yè)街道照照明。五、高頻無極極燈（electrodelesslamp）特特點(diǎn)：超長壽壽命（40000~80000小時(shí)時(shí)）、節(jié)能、、無電極、瞬瞬間啟動(dòng)和再再啟動(dòng)、無頻頻閃、顯色性性好。用用途：公公共建筑、商商店、隧道、、步行街、高高桿路燈、保保安和安全照照明及其他室室外照明。6.鹵素?zé)襞蓰u鹵素?zé)魺襞荩℉alogenlamp）），亦稱鎢鹵鹵燈泡，是白白熾燈的一種種。原理是在在燈泡內(nèi)注入入碘或溴等鹵鹵素氣體。在在高溫下，蒸蒸發(fā)的鎢絲與與鹵素進(jìn)行化化學(xué)作用，蒸蒸發(fā)的鎢會(huì)重重新凝固在鎢鎢絲上，形形成平衡的循循環(huán)，避免鎢鎢絲過早斷裂裂。因此鹵素素?zé)襞荼劝谉霟霟舾L壽。。此外，鹵素素?zé)襞菀嗄芤砸员纫话惆谉霟霟舾叩臏販囟冗\(yùn)作，它它們的亮度及及效率亦更高高。不過在這這溫度下，，普通玻璃可可能會(huì)軟化。。因此鹵素?zé)魺襞菪枰捎糜萌埸c(diǎn)更高的的石英玻璃。。而由于石英英玻璃不能阻阻隔紫外線，，故此鹵素?zé)魺襞萃ǔ６级枰硗馐故褂米贤饩€濾濾鏡。鹵素?zé)魺襞萆系乃ЬРＡ绻杏杏停瑫?huì)造成成玻璃上溫度度不一，減低低燈泡的壽命命。因此換鹵鹵素?zé)襞輹r(shí)要要避免人手觸觸及燈泡的玻玻璃。中國的電燈中國的第一盞盞電燈出現(xiàn)在在清光緒五年年四月初八(1879年年5月28日日)，當(dāng)時(shí)上上海公共租界界工部局電氣工程師畢曉浦浦(J.D.Bishop)在乍浦浦路一幢倉庫庫里，以10馬力(7.46千瓦)蒸汽機(jī)為動(dòng)動(dòng)力，帶動(dòng)自自激式直流發(fā)發(fā)電機(jī)發(fā)電，，點(diǎn)燃碳極弧弧光燈，全國國第一盞電燈燈問世。光緒八年（1882年）），英國人立立德爾(R.W.Little)招招股成立上海海電氣公司(亦稱上海電電光公司)，，在大馬路31號(hào)A(今今南京東路190號(hào))創(chuàng)創(chuàng)辦上海第一一座發(fā)電廠。。同時(shí)，在電電廠的轉(zhuǎn)角圍圍墻內(nèi)豎起第第一盞弧光燈燈桿，并沿外外灘到虹口招招商局碼頭立立桿架線，串串接15盞燈燈。清光緒八八年六月十二二日（1882年7月26日）下午午7時(shí)，電廠廠開始供電，，夜幕下，弧弧光燈一齊發(fā)發(fā)光，炫人眼眼目，吸引成成百上千的人人聚集圍觀。。第二天，上上海中外報(bào)紙紙都作了電燈燈發(fā)光的報(bào)道道。這家電廠，在在全國是第一一家，比全