日光灯中的物理,你懂多少?(转载)
xwviln
xwviln Lv.3
2005年07月20日 14:13:28
来自于照明工程
只看楼主

問題: 為什麼 有些日光燈 打開時,要經過一段時間才會點亮, 然而有些日光燈 很快就點亮呢?為什麼 有些 日光燈的顏色不太一樣呢? 日光燈的如何啟動?與工作原理? 霓虹燈 和 日光燈 有什麼不同? 路燈 為什麼 需要 經過 很長的時間 才逐漸 亮起來呢? 在亮起來的過程中,它的顏色有沒有變化呢?為什麼 高速公路上的燈 看起來 呈 橘黃色呢? 水銀燈,鈉光燈 與 金屬-鹵燈 有何不同?

問題:

為什麼 有些日光燈 打開時,要經過一段時間才會點亮,
然而有些日光燈 很快就點亮呢?
為什麼 有些 日光燈的顏色不太一樣呢?
日光燈的如何啟動?與工作原理?
霓虹燈 和 日光燈 有什麼不同?

路燈 為什麼 需要 經過 很長的時間 才逐漸 亮起來呢?

在亮起來的過程中,它的顏色有沒有變化呢?
為什麼 高速公路上的燈 看起來 呈 橘黃色呢?
水銀燈,鈉光燈 與 金屬-鹵燈 有何不同?

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xwviln
2005年07月20日 14:53:09
32楼
即使是玻璃也能穿透大部份 0.3-0.4微米間的紫外光(稱為 『黑光』blacklight),

這部份的紫外光對人體及其他生物不太會造成傷害。
(石英燈 也能產生 部份強度不弱的這類 紫外光,但也不要長久直視。

所謂傷害通常還需要考慮 光源強度。

例如說 吃鹽巴對人體無害,但如果一口氣吞食半公斤的鹽巴,可就有問題了!)

但(對人體細胞或細菌會造成傷害)更短波長的紫外光 則『無法』穿透 玻璃或『透明』塑膠。
所以 玻璃對可見光而言是『透光』的,對更短的 紫外光卻是 『不透光』的。

更有些特殊的玻璃,可以輕易的透過可見光,卻大量吸收 紅外光(熱)。

又如同 X-射線 可輕易的穿透人體(透光),但卻『穿透不過』 骨頭或牙齒。

通常我們指波長小於 4000埃(0.4微米)至 100埃的為 紫外光,
更短至 1 埃的 為 X-射線(原子內層能階躍遷),γ-射線則波長更短(原子核能階躍遷),

宇宙射線則還有更短的波長。

汞 產生的 2537埃 微米紫外光 每經過 1釐米厚玻璃 大概只剩下不到 10%.
因此在上文的句末加上了 穿透比例很少。如果改用石英燈管 則可以透過較大部份。

至於 醫院殺菌用的紫外光燈 可以用較強光源但一般燈管,也可以用 石英燈管則有更高效率。

直接照射這種 紫外光可以殺死 細菌,(也可以使皮膚曬傷),

因此常用於 食品消毒,醫院 ,公廁等場所。
汞 也會產生 1849埃 的紫外光,但它是在空氣中都透不過 數英吋。
(氧會吸收此 短波紫外光 而形成臭氧)。
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xwviln
2005年07月20日 14:53:40
33楼
什麼是『氣體放電』?

當電荷受電場作用時 電荷會加速. 一般物質的原子若受到足夠能量加速電荷的撞擊
原子外層的電子會被撞擊出來(稱為游離).

受游離的原子變成帶負電的電子與電正電的離子 兩者在電場作用下會繼續加速
於是 新的游離電子被加速的 有可能繼續撞擊其他原子 如此過程循環下去
一個電子撞擊後變成 兩個電子(一個原有的 外加被游離的), 兩個繼續撞擊變成四個.
八個 十六個 三十二個 ...於是很快的變產生大量可導通的電子
也就形成大量的電流. 以上過程變稱為氣體放電.

通常在抽部分真空的氣體放電管內進行. 因此日光燈管等也稱為氣體放電管.
一般可見光對應的能量約 2-3 eV
也就是電子若受到2-3伏特的電壓加速就可能激發原子產生可見光.
為何一般插座110V的電壓兩端不會產生火花呢?
因為以上的條件是 電子加速過程不受到其他干擾 完全獲得電場的能量
可是一般 大氣中 空氣密度很高 (算一下 一立方公分約有 1019個粒子)
電子受加速電場作用 跑不了多遠(遠小於微米)變和其他原子碰撞 將能量轉移給原子
因此電子從沒有機會獲得 足夠能量 激發原子或游離原子(之後發光)
若在抽真空的管內 電子可以跑較長距離才碰到原子 也就有足夠時間介電場加速到足夠能量 產生激發或游離現象 因此氣體放電通常在 低壓的放電管內形成

大氣壓下要形成放電也是可能的 只是需要非常強的電場(約每公分20-30kV)或藉助於尖端放電產生強電場的方式.

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xwviln
2005年07月20日 14:56:51
34楼
注意:
作者:國立台灣師範大學 物理系 黃福坤
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xwviln
2005年07月20日 15:01:52
35楼
谢谢阅读,共同进步
感觉台湾人做文章做科研很细致很直观很投入很实用
哈哈
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