灯泡发光的科学原理是什么

灯泡发光是生活中常见的事情，但是有很多的人都不知道灯泡是怎么发光的。下面是小编为你精心推荐灯泡发光的科学原理，希望对您有所帮助。

灯泡发光科学原理

灯中放电管的汞蒸汽在低压状态(小于102Pa)下产生气体发出紫外光，紫外光照射外玻壳的荧光粉发出照明光。

(相关资料图)

用钨丝用电加热发光,用耐高温石英玻璃做灯管,在中充了少量卤素元素,以增光效和保护灯丝.

与1原理相同,只不过放电管中汞蒸汽压力更高,光效因此更高，相应还有超高压汞灯。

在放电管中充增了金属钠,将钠加热变成钠蒸汽,而且气压很高.光效很高,钠蒸汽通电发光，但光色泛黄，技术上叫做显色性差。也有低压钠灯,光效非常高，显色性不好，国内不常用。用这种设计工艺，在放电管中充加其他稀有金属如铟、镓或其他稀有金属，可做成高亮度的各种单色彩色灯。

用一种发光效率较高的三基色荧光粉做的荧光灯,类同于过去的日光灯,都是用汞加热变成蒸汽致使荧光粉发光,只是荧光粉材料不同,因发光效率高,故称节能灯。这种灯通常功率不会做得很大，适用室内居住照明。

在玻璃管中充填了惰性气体,也加了少量金属汞,根据惰性气体材料不同,能发不同彩色的光,两端有电极,不需加热,直接用高压电冲击起亮。发光效率不是太高，但玻管较细，可弯曲成形，是一种传统的广告灯。

灯泡发光原理

灯丝上有电流通过，实际上自由电子的定向移动，使得灯丝中的电子、原子核等微粒的平均速度加快，能量增加。

微观的角度，可能有电子从基态跳到激发态，或从能量较少的激发态跳迁到能量较多的激发态，电能转化成内能，使得电灯灯丝的温度升高。

温度高到一定程度，一般要在1000摄氏度左右，就能发光。开始是红外线，温度高到一定程度，就能发出可见光。

微观的角度，可能有电子从激发态跳到基态，或从能量较多的激发态跳迁到能量较少的激发态。放出能量。这里电能转化成了内能和光能。

灯泡会发光的原因

简单来说，白炽灯里面的灯丝是钨丝，其主要成分是钨。当钨丝通电时，由于钨丝的电阻式电能转化成内能，将钨丝加热，温度升高，一般金属加热到一定程度后就会发光(铁受热变红也是发光)，就是内能有转化成光能。这就是白炽灯发光原理最简单理解。 为什么选钨丝，那时人们长久以来经验的结果。

当爱迪生发明电灯的时候，传说他试验了包括植物纤维、动物毛发和人的头发在内的一千多种(也有说两千多种)材料，很多不适合作灯丝。主要原因是内阻小，或者熔点低，或者亮度不合适等等。最后爱迪生选择的并不是今天我们广泛采用的钨丝。具体是什么，我忘了。后来人们经过多次改进才选择了钨作灯丝。 钨丝发光跟核裂变或者核聚变一点关系都没有。这个过程中除了钨丝被加热，部分省化成整齐外并未发生什么变化。

LED灯泡的结构及发光原理

50年前人们已经了解半导体材料可产生光线的基本知识，第一个商用二极管产生于1960年。

LED是英文lightemittingdiode(发光二极管)的缩写，它的基本结构是一块电致发光的半导体材料，置于一个有引线的架子上，然后四周用环氧树脂密封，起到保护内部芯线的作用，所以LED的抗震性能好。

发光二极管的核心部分是由P型半导体和N型半导体组成的晶片，在P型半导体和N型半导体之间有一个过渡层，称为PN结。在某些半导体材料的PN结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。

PN结加反向电压，少数载流子难以注入，故不发光。这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管，通称LED。当它处于正向工作状态时(即两端加上正向电压)，电流从LED阳极流向阴极时，半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线，光的强弱与电流有关。

灯泡的结构

在灯泡发明之前，在太阳下山后想要照明一个地方可是一个费劲而危险的事情，要用蜡烛或者火把来照明，虽然当时的油灯还算不错，但它总是会留下烟灰。

在18世纪的中期电气科学真正有了发展，当时到处的发明家都大声疾呼要发明一个实用的家庭照明的装置。英国发明家斯万和美国发明家爱迪生在1897年发明了电灯泡，在现代的.电灯泡与当年爱迪生发明的电灯泡没有本质上的改变只是多了一些部件。

光是能量的一种形式是由原子释放出来的。它是由许多微小类似粒子的小团组成的，这些类似粒子的东西有能量和动量但没有质量。这些粒子叫做可见光子，是光的最基本单位。当电子受到激发的时候原子就会释放出可见光子。如果你已经知道原子是如何工作的话，那你也就知道电子是围着原子核走来走去的负极电荷粒子。原子的电子有着不同等级的能量，主要取决几个因素，包括它们的速度和离原子核的距离。电子不同的能量等级占有不同的轨函数和轨道。通常来说，有着大能量的电子就会离原子核更远当原子得到或失去能量的时候，是以电子移动表示变化。当有某些东西将能量传到原子的时候---以热量为例子-电子可以暂时被推进到一个更高的轨道(远离原子核)。电子只是在这一轨道位置停留极短时间：几乎马上就被退回到原子核，到达它的原始轨道上。这时电子就以光子的形式放出额外的能量。发光的波长取决于有多少能量被释放出来，这也就取决于电子所在的轨道位置。因此，不同类的原子就会释放出不同类的可见光子。换句话说就是光的颜色是由受激发的原子种类决定。

灯泡的结构非常简单。在它的底部有两个金属接触点，是用来连接电的。金属接触点有两条接触到一个薄金属灯丝的线。灯丝坐落在灯泡的中央，由一个玻璃支撑住的。线和灯丝都包在充满惰性气体的玻璃灯泡的里面，通常都是氩惰性气体当灯泡连上电源的时候，电流就会从其中一个接触点流到另一个接触点然后再流到线和灯丝。实心导体线电流中的大量自由电子从负极带电区移动到正极带电区。在振动原子的跳跃电子可能暂时被推到一个更高的能量位置。当它们落回原始正常位置时候，电子就会以光子形式释放出额外能量。金属原子释放大部分的红外线可见光子，人们的眼睛是可以看见的。但如果它们被加热到大约4000华氏温度的时候灯泡就会发出大量的可见光。几乎在所有的白炽灯泡都用到钨，因为它是最理想的灯丝材料。金属必须要加热到极高的温度才会发出有用可见光。实际上大多数金属在达到这个温度之前都会熔化了，而钨丝却有着不寻常的高熔化温度。但钨丝在这么高的温度时会起火，如果在条件允许下，两种化学物之间就会产生反应而引起燃烧，灯泡里的灯丝是由一个密封，无氧空间覆盖来防止燃烧。把灯泡里的空气都吸出来创造一个接近真空的状态--就是说里面没有任何物质。由于几乎没有任何气体特物质在里面，所以物质就不会燃烧。这个方法存在一个问题就是钨原子蒸发作用。在这么高的温度里，在一个真空灯泡里，自由钨原子以直线射出。随着越来越多的原子蒸发，灯丝就开始衰变并且玻璃开始变黑。这大大减少了灯泡的寿命。

在现代灯泡里使用了惰性气体通常是氩气，这大大减少了钨的这种损失。当一个钨原子蒸发，它就会和一个氩原子碰撞并且由于惰性气体通常都不和其它元素反应，所以就没有了燃烧反应。便宜和容易使用，灯泡已经证明了一个巨大成功。灯泡仍然是室内最受欢迎的照明选择。但它最终还是会让位给更先进的技术，因为不够节能。白炽灯泡所发出的大多数能量都是带热红外线可见光子方式发出--产生的光大约只有10%是可见光谱。这浪费了很多电力。暖光源，比如荧光灯和LED灯，它们并不浪费大理能量产生热并且发出大部分可见光。因此，它们会慢慢地取代灯泡。】

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