霓红灯和荧光灯

霓红灯和荧光灯

将城市的夜晚打扮得流光溢彩的是霓虹灯，这是一种气

体放电灯。在制作霓虹灯时，首先将封装有电极的细长玻璃

管内的气体抽出，然后充入情性气体〔氦气、氖气、氮气〕

或水银蒸气。这样，当霓虹灯的电极被加上高电压后，电极

中的电子在电场的作用下逸出并撞击气体原子，大量的气体

原子被激发和电离，从而“充满〞能量。这些能量以光辐射

射的形式被释放，霓虹灯就会发出光了。

霓红灯的颜色是由充入的气体种类决定的：充氖气的发出红

光，充氦气的发淡光的量度单位．为了对光辐射进展分析，

就需要一些可以正确表达光的亮度等参数的物理量。在常用

参数中，光通量〔单位是流明符号为lm〕反映了光辐射作用

于人眼所产生的明暗视觉效果。在技术上，流明的定义比拟

复杂：功率为1瓦〔这里的1瓦不是指消耗的电功率而是指

光辐射的功率〕波长为555纳米的单色光源所产生的光通量

为683流明。

精益求精

在上图的实验室中，灯泡被连续点亮数十小时。研究人员用

这种方法来测试灯泡的寿命，同时也是为了研究改良其性能

的方法。右图是对用于汽车车灯的卤素灯进展测试，行驶中

灯所受的应用是用离心力来模拟的。

另一个常用参数是光的照度〔单位是勒克斯符号为lx，它反

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映了单位面积上接收到的光辐射的大小。1平方米的外表积

上的光通量为1流明时．光的照度就是1勒克斯。

按照上述定义，灿烂晚霞的照度大约为13万勒克斯：白炽

灯的光通量最低为2流明，最高为6流明。为了使一间阅览

室的照明到达最正确效果，电灯光的照度至少要到达200勒

克斯，而对于一位牙医来说．要“干好〞活那么需要2200

勒克斯。人眼在经过半小时对黑暗的适应后．可以看见照度

只有0.007勒克斯的物体。黄色的光，充氩气或水银蒸气那

么发蓝光。水银蒸气还用于一种与霓虹灯完全不同的灯，这

就是荧光灯，虽然两种灯常常被人们混淆在一起。

合成颜色

上图这位女研究员正在用分光仪分析一只蓝色荧光灯的发

光光谱。以准确确定其颜色。建筑设计师将用这种灯为建筑

物营造出特殊的照明效果。

荧光灯的灯管两端有插头,体积也较大，同时还要使用镇流

器。镇流器的作用是控制通过荧光灯的电流不致过大而烧毁

灯丝。荧光灯的形状多种多样，有球形、圆柱形、U形,环形

等，其亮度在到达最大值前有一定的延迟时间。荧光灯最大

的优点是能使电费更省一些。实际上，它的发光效率是传统

白炽灯的4－6倍，而且比白炽灯耐用10倍。荧光灯的工作

原理同霓虹灯有些类似，不同之处在于它里面充入的水银蒸

气不仅会发出微弱的蓝光，而且会发出强度很大的紫外线辐

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射。这些紫外线照射到覆盖在荧光灯玻璃内壁上的荧光材料

层时，荧光材料就会吸收紫外线的能量，将荧光材料中的电

子激发到高能级上。当这些电子随后向低能级跃迁时，被吸

收的能量就会以可见光的形式释放，荧光灯也就发出亮堂的

光了。尽管有节省电费的优势，荧光灯的水银蒸气的污染也

是一个不容无视的问题。