照明对于人类运动有着重要的影响,古时候的人利用烧油、点烛炬等方法获得灯光,甚至利用夜间可以发光的萤火虫作为光源。
晋朝时代,有个名叫车胤的人,从小好学不倦,连夜晚的时间也不肯白白放过。但是由于家里很穷,买不出发点灯的油,所以每到夏夜,他就抓来很多萤火虫,放在有小洞的囊内,利用萤火虫的光来看书。成果苦学的车胤终于出人头地,最后官至吏部尚书。此外,古书《古今秘苑》也曾经记录:“取羊膀胱吹胀晒干,进萤百余枚,系于罾足底纹,群鱼不拘大小,各奔其光,聚而不动,捕之必多。”这是利用萤火虫的亮光捕鱼的故事。
萤火虫的身材尾部有一个发光器,包含三个部分:皮肤、发光细胞和反射层。由发光细胞所发射出来的光线,由于反射层的反射而显得更明亮。发光细胞中的重要物质是虫荧光素和荧光酶。虫荧光素是产生光能的起源,荧光酶则是催化剂。当萤火虫开端运动时,呼吸加快,体内吸进大批氧气,氧气通过吝啬管进进发光细胞,虫荧光素在荧光酶的催化作用下,便开端产生氧化反应,导致腹下发出光明来。因萤火虫呼吸节律的不同,便形成时明时暗,看起来像一闪一闪的“小星星”。
由于虫荧光素转换能量的效率很高,其中只有约2%%~10%%的能量浪费在热能上,其余能量都用来发光,因此萤火虫的发光可以称为一种“冷光”,物理学家认为这是非常幻想的灯光。白炽灯泡
随着文明的提高,人类尝试各种方法以获得光源。
一直到1879年10月21日,在美国新泽西州的一间积满灰尘的实验室里,爱迪生把很细的碳化纤维丝封在一个玻璃泡里面,利用真空泵把玻璃泡里的空气抽走,再稳固地供应电压,使灯丝变成一个很稳固的明亮光源,电力照明的时代从此降临。
固然白炽灯泡的情势、外形和色彩有数不清的种类,但是其组成包含灯头、灯丝、填充在灯泡内的气体和隔尽外界的灯泡等部分。灯头是用来把灯泡连接到灯座上的装置,灯丝是灯泡中真正用来发光的组件。一般而言,灯丝的工作温度越高,所产生的能量位于可见光区域的部分就越大。灯丝最早是以碳来制作,但是后来就全都改用钨丝,原因是钨的熔点高,不轻易损坏,且光谱特征较佳,具有抗热抗冷的强度。填充的气体通常应用惰性气体,可以对灯丝施加压力,防止灯丝的蒸发。灯泡则是用来与外界隔尽,假如不隔尽,灯丝就会很快地和空气中的氧气反应而烧毁。
当一个电阻很大的灯丝通过越来越大的电流时,灯丝开端发热并且发光,一直达到白炽的光色。白炽灯泡后来经过改良以适应特别需求,因此可再细分为普通用照明灯、高压和低压电灯、卤素灯、红外线灯等种类。但是大致而言,白炽灯泡若要作为大型房间或大范畴的空间照明器材,还无法满足人类的需求,但百余年来,电灯的发明一直在人类科学史上占领很重要的地位。日光灯
日光灯(或称为荧光灯)可以说是室内照明非常重要的发明,现在全世界的夜间室内照明尽大多数都是采用日光灯。日光灯管比起传统的灯泡来,具有应用寿命长,发光效率较高,光照面积大,可调剂成不同光色等几项长处。
日光灯的结构,通常是一个长型的圆柱管,里面包含极微量的汞及少量的惰性气体(氩气或氖气)。通电后,灯管两真个电极引发高压放电,游离管中的惰性气体产生电弧,激发汞蒸汽发射波长较短的紫外光。涂抹在灯管内壁的荧光粉接收紫外光,再转换成可见光。若变更荧光粉的种类,便可以得到合适不同场合的灯光,如合适办公室与工厂的冷白光,适实用在温热社交环境中的热光,以及一般家庭、学校等场合的日光灯。
日光灯的应用,满足了人类尽大多数场合的需求,固然各式各样的电灯仍陆续在开发中,然而截至20世纪为止,依旧无法发展出比日光灯更符合人类需求的发明。日光灯固然有很多的长处,但最大的一个毛病就是日光灯管非常耗费电力,尽大多数的电能都耗费在热能上。此外,灯管中的汞存在污染环境的标题,因此,寻求新的照明光源一直是科学家和企业界的任务。发光二极管