燈光一直是人們賴以生存的照明手段,伴隨著人類度過了數(shù)千年的漫漫長夜。自猿人鉆木取火以來,人類經歷了動物油燈、植物油燈、煤油燈、蠟燭的照明歷程,直到1808年,英國科學家戴維發(fā)明了電弧燈,自始人類便開始邁進了電氣照明的時代。
在電燈問世之前相當長的一段時間里,人類普遍使用油燈照明,在這期間,油燈經過了多次改進。油燈用油從動物油改為植物油,又被煤油取代了。燈芯也經歷了草、棉線、多股棉線的變化過程。
煤油燈或煤氣燈為電燈普及之前的主要照明工具,這種燈因燃燒煤油或煤氣,因此,有濃烈的黑煙和刺鼻的臭味,并且要經常添加燃料,擦洗燈罩,因而很不方便。更嚴重的是,這種燈很容易引起火災,釀成大禍。
偶然碰撞出電氣照明的時代
1808年,英國科學家戴維在用碳棒做電流熱效應實驗時,兩根碳棒的無意碰撞,閃出出一道極強的白光,他反復試驗下去,便制成了電弧燈,又稱為“燈燭”。但因其耗電極大、壽命太短,沒多久便推出歷史的舞臺。
之后便是我們所熟悉的愛迪生與白熾燈的時代了,隨著發(fā)電機技術進步與材料特性的探明,在1882年,愛迪生在紐約建立了第 一個發(fā)電站,使得白熾燈真正在社會中普及。早期白熾燈的燈絲已竹絲為材料,后來愛迪生又用化學纖維來代替竹絲,燈泡質量也隨之有了一定提高。
然而受惠于材料變革的照明燈具,可不止白熾燈一個,在愛迪生建立電廠的3年后的1885年,德國化學家阿吳愛爾,在原來的煤氣燈的燈頭上加了一個特制的燈罩。在高溫下,燈罩中含有的金屬氧化物燒到白熾化,結果就發(fā)出了明亮程度遠勝于白熾燈的白光。
直到20世紀初,自從鎢絲引進白熾燈以后,白熾燈同煤油燈、煤氣燈等各種燈的競爭才取得了決定性的勝利。鎢絲的應用有力促進了電照明工業(yè)的發(fā)展,而一直沿用至今。
雖白熾燈泡后來經過改良以適應特殊需求,因此可再細分為普通用照明燈、高壓和低壓電燈、鹵素燈、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。
熒光燈可以說是室內照明非常重要的發(fā)明,現(xiàn)在全世界的夜間室內照明絕大多數(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,可調整成不同光色等幾項優(yōu)點。熒光燈的使用,滿足了人類絕大多數(shù)場合的需求,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。
在20世紀后期開始發(fā)展的發(fā)光二極管給未來照明帶來曙光。1996年,日本日亞化學公司在GaN藍光發(fā)光二極管的基礎上,開發(fā)出以藍光LED激發(fā)釔鋁石榴石熒光粉而產生黃色熒光,所產生的黃色熒光進而與藍光混合產生白光(藍光LED配合YAG熒光粉),開啟了LED邁入照明市場的序幕。
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