【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 燈取得革命性的進(jìn)展以后，有人曾經(jīng)預(yù)言：白熾燈的時(shí)代已經(jīng)過(guò)去，它們將從照明舞臺(tái)上消失！但是預(yù)言并沒(méi)有變成現(xiàn)實(shí)，尤其是 50 年代出現(xiàn)光效高、亮度大、體積小的鹵鎢燈以來(lái)，使用方便、價(jià)格低廉的白熾燈獲得了新的生命力，在照明領(lǐng)域里繼續(xù)保持著應(yīng)有的地位。 新的放電燈一出現(xiàn)，就給人們帶來(lái)了新的希望。因?yàn)檫@是一種和白熾燈在原理上完全不同的燈。白熾燈靠加熱到高溫來(lái)激發(fā)，由熱能轉(zhuǎn)變?yōu)楣?，所以稱為熱光源。而新的放電燈不需要加熱到高溫，它靠燈內(nèi)電子與氣體原子之間相互轟擊來(lái)激發(fā)發(fā)光。它比白熾光源的溫度低得多。白熾燈的燈絲要 加熱到 2020 多度，放電燈放電溫度往往只有幾百度。從這個(gè)意義上講，我們可以把它稱為“冷光”源。這一冷一熱有什么根本不同呢？熱光源發(fā)的光從紫外線、可見(jiàn)光到紅外線應(yīng)有盡有，而且大部分是損耗掉的紅外線。作為“冷光”源的放電燈，它發(fā)光是有選擇的，充不同氣體就發(fā)不同的光。有的主要發(fā)紅光，有的主要發(fā)藍(lán)光或綠光，也有的主要發(fā)出紫外線。除特殊的紅外放電燈外，一般來(lái)說(shuō)，放電燈輻射的紅外線的成分比白熾燈少得多。這樣，我們就有希望造出一種放電燈，大大提高發(fā)光效率，也有可能配出各種色彩的光，或者配出白色光來(lái)。 首先獲得成功 的是熒光燈。人們?cè)谘芯糠烹姛舻倪^(guò)程中，發(fā)現(xiàn)一種充汞蒸汽的放電燈。這種燈里汞的氣壓只有外面空氣壓力的百萬(wàn)分之一。當(dāng)放電電流大于 安時(shí)，這種燈的放電比較強(qiáng)烈，發(fā)光強(qiáng)，也是弧光放電。它把所耗電功率的 60％轉(zhuǎn)變?yōu)樽贤饩€，而可見(jiàn)光很少，只有 2％左右，光效比白熾燈低得多。能不能把這 60％的紫外光轉(zhuǎn)變成可見(jiàn)光呢？這種設(shè)想通過(guò)人們的努力實(shí)現(xiàn)了！原來(lái)，有一種物質(zhì)在紫外線照射下會(huì)發(fā)出可見(jiàn)光，稱為熒光物質(zhì)。夜光表上的數(shù)字和指針就涂有熒光物質(zhì)，不過(guò)照射它的是放射性物質(zhì)發(fā)出的射線而不光是紫外線。把白色的熒光物質(zhì)涂在放電管內(nèi)壁上， 就能把大部分紫外線“回收”起來(lái)，轉(zhuǎn)化為可見(jiàn)光。這種熒光物質(zhì)一發(fā)現(xiàn)，大家就制造各種熒光物質(zhì)來(lái)試，或把各種熒光物質(zhì)混合起來(lái)試。這些熒光物質(zhì)經(jīng)紫外線照射后，發(fā)出各種色彩的光，簡(jiǎn)直像在變魔術(shù)，而“魔術(shù)師”就是科學(xué)家。有一個(gè)“魔術(shù)師”在玩“魔術(shù)”的時(shí)候，偶然發(fā)現(xiàn)一種熒光物質(zhì)會(huì)使放電燈發(fā)出像太陽(yáng)一樣的光，“日光燈”就這樣誕生了。以前常用的熒光物質(zhì)是硅酸鋅鈹、鎢酸鎂及硼酸鎘等混合熒光粉，發(fā)光效率約 40 流明 /瓦，一下子比白熾燈提高了二三倍。 1942 年以后改用鹵磷酸鈣熒光粉，光效提高到 60流明 /瓦以上。 光效提高 了是不是能省電呢？你如果點(diǎn)一支 40 瓦的日光燈，和點(diǎn)一盞 40 瓦的白熾燈相比，并不能省電；相反，因?yàn)槿展鉄粲幸恍└郊釉O(shè)備，如鎮(zhèn)流器之類，耗電要超過(guò) 40 瓦。但是，用日光燈時(shí)光通量比白熾燈大二三倍，你會(huì)感到亮得多。另一方面，如果以相同的照明效果為前提，那么，用日光燈比用白熾燈省電一半以上，也就是說(shuō)，用 20 瓦熒光燈的照明效果比 40 瓦的白熾燈還要好。總之，熒光燈克服了白熾燈的弱點(diǎn)，明顯地比白熾燈優(yōu)越，因此它的應(yīng)用日益廣泛。 熒光燈不但可以用于照明，還有許多其他用途。你在醫(yī)院的手術(shù)室里，會(huì)看到一種形似日光燈，然而燈 管是透明的燈。它會(huì)發(fā)出一點(diǎn)暗淡的紫光，這就是用來(lái)消毒的紫外線燈。它的燈管是用石英做的，管壁里不涂熒光粉，嚴(yán)格說(shuō)來(lái)不應(yīng)叫熒光燈，然而它是熒光燈的親兄弟。這種燈使用時(shí)不能長(zhǎng)期照到人身上，否則會(huì)造成損傷。它發(fā)出的紫外線既能殺死細(xì)菌，也會(huì)傷害人體細(xì)胞，真有點(diǎn)“敵我不分”，我們使用時(shí)必須趨利避害。如果在它的內(nèi)壁徐上特種熒光粉，專門產(chǎn)生 270 毫微米到 370 毫微米的紫外線，就變?yōu)橹委熡玫摹疤?yáng)燈”。這種燈對(duì)人體的作用和太陽(yáng)光相同，它發(fā)出的紫外線是人體所需要的，照射在皮膚上會(huì)使皮膚發(fā)紅，還會(huì)產(chǎn)生出維生素 D，可以用來(lái)進(jìn)行 “日光浴”，治療缺乏日照引起的疾病。但是過(guò)量的照射，也是有害的。 你看到一種捕殺害蟲的燈，它也是熒光燈的兄弟。人眼看它并不覺(jué)得亮，然而昆蟲對(duì)它卻非常敏感?！帮w蛾撲火、自取滅亡”，這是大家所熟悉的一句諺語(yǔ)。許多害蟲也有這樣的習(xí)性，喜歡飛向光源，這種習(xí)性稱為趨光性。已經(jīng)查明許多害蟲對(duì) 330～ 380 毫微米的紫外線特別敏感。于是我們投其所好，用特種熒光粉和特種玻璃，制成能發(fā)出 370 毫微米紫外線的“黑光燈”，并在它的周圍安上高壓電網(wǎng)。這樣，就可利用害蟲的習(xí)性來(lái)誘殺害蟲。 熒光燈還可以根據(jù)植物生長(zhǎng)的需要制成園 藝燈。研究發(fā)現(xiàn)，紅色和藍(lán)色的光對(duì)植物光合作用特別有用。這些光照在葉綠素上，葉綠素就可以把水分和二氧化碳變?yōu)橹参锏酿B(yǎng)料。植物的葉子吸收對(duì)它有用的紅光、藍(lán)光，反射用處小的綠光，所以葉子大多是綠色的。根據(jù)這種特點(diǎn)，適當(dāng)調(diào)配熒光粉，可以使熒光燈發(fā)出較強(qiáng)的紅光和藍(lán)光，滿足植物光合作用的需要。這種燈不適宜照明，但是對(duì)研究植物生長(zhǎng)，是一種重要的工具。 此外，還有用于復(fù)印的“光化藍(lán)”熒光燈，用于裝飾的彩色熒光燈，用于治療的藍(lán)色熒光燈，以及用于高溫或低溫環(huán)境的特種熒光燈。 有意思的是利用熒光燈閃爍的缺點(diǎn)，還可以大致測(cè) 定轉(zhuǎn)速。 放電燈的發(fā)光會(huì)隨電流變化。交流電交變頻率每秒 50 周，使熒光燈的亮度變化 100 次，引起明暗的閃爍。那你為什么看不出熒光燈的閃爍呢？這是因?yàn)槿搜塾幸曈X(jué)暫留的特性。一個(gè)形象即使一閃而過(guò)，在人眼內(nèi)也要留一個(gè)短暫的時(shí)間。只要每秒閃爍次數(shù)超過(guò) 16 次，人眼就分辨不出來(lái)，覺(jué)得是連續(xù)發(fā)光，并不閃爍。電影本來(lái)是一張一張不連續(xù)的畫面，因?yàn)槊棵敕庞?24 幅，看起來(lái)就像是連續(xù)的了，這也是人眼視覺(jué)暫留的關(guān)系。但是在熒光燈下看快速運(yùn)動(dòng)的物體，就會(huì)發(fā)現(xiàn)一段明亮，一段暗淡，有一種抖動(dòng)的感覺(jué)。因此，有些球場(chǎng)上寧可用白熾燈，而不用熒光燈 。正是由于這種閃爍現(xiàn)象，在熒光燈下開(kāi)電扇，風(fēng)扇葉片達(dá)到一定轉(zhuǎn)速后，你覺(jué)得它停住了，有時(shí)還像在慢悠悠地倒轉(zhuǎn)。如果風(fēng)扇轉(zhuǎn)速和熒光燈閃爍的次數(shù)相同，這時(shí)你看到的風(fēng)扇就像停在那里一樣。實(shí)際上，風(fēng)扇的 4 片葉子你是分不出來(lái)的，只要轉(zhuǎn)速是閃爍次數(shù)的 1/4，就會(huì)使你產(chǎn)生停止不動(dòng)的感覺(jué)。如果風(fēng)扇轉(zhuǎn)速稍慢一點(diǎn)，看起來(lái)就像風(fēng)扇在倒轉(zhuǎn)一樣。這種現(xiàn)象既然在電扇上可以看到，那么，在旋轉(zhuǎn)的車床、飛輪、齒輪上也都會(huì)發(fā)生?？雌饋?lái)好像是靜止不動(dòng)的輪子，你若伸過(guò)手去，馬上會(huì)把手指頭都切掉！這種場(chǎng)合就不能用熒光燈，或者要采取特殊的辦法，減小閃爍 效應(yīng)，避免事故。 熒光燈的閃爍是一種缺點(diǎn)，但是它有規(guī)律，每秒 100 次，所以可以利用它來(lái)粗略地測(cè)定轉(zhuǎn)速。如果你想檢查一下你的電唱機(jī)的轉(zhuǎn)速準(zhǔn)不準(zhǔn)，就可以利用熒光燈的閃爍來(lái)幫忙。最簡(jiǎn)單的辦法是用一張圓卡紙，畫上 3 圈不同的線條，中間開(kāi)一孔穿在唱盤上。這 3 圈中，外面一圈均勻地畫上 180 條黑條，用來(lái)測(cè)定 331/3 轉(zhuǎn)：當(dāng)中一圈畫 133 條，用來(lái)測(cè) 45 轉(zhuǎn)；里面一圈畫上 77 條，用來(lái)測(cè) 78 轉(zhuǎn)。這些線條要畫得均勻，才能得到滿意的效果。假定你要測(cè) 45 轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速，那么，我們讓熒光燈照在圓卡紙上，電唱機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，注意觀察當(dāng)中那圈 133 條線條。如果條紋像固定不動(dòng)似的，說(shuō)明轉(zhuǎn)速基本上是對(duì)的；如果條紋倒轉(zhuǎn)，說(shuō)明轉(zhuǎn)速低了；如果條紋向轉(zhuǎn)動(dòng)方向前移，那是轉(zhuǎn)速偏高了。用同樣的方法，也可測(cè)定 331/3 轉(zhuǎn)和 78 轉(zhuǎn)兩種轉(zhuǎn)速。 每當(dāng)夜幕降臨，繁華、美麗的首都北京就亮起了萬(wàn)盞明燈，寬闊的長(zhǎng)安大街更是籠罩在一片金色光芒之中，這光來(lái)自 60 年代的一種新光源 —— 高壓鈉燈。 霓虹燈和氙燈里充的是惰性氣體，汞燈里裝有液態(tài)的水銀，現(xiàn)在呢，連固體的鈉金屬也居然進(jìn)入了燈管。鈉燈和汞燈幾乎是同時(shí)發(fā)展起來(lái)的氣體放電光源。