燈泡發光的科學原理是什麼

燈泡發光是生活中常見的事情，但是有很多的人都不知道燈泡是怎麼發光的。下面是本站小編為你精心推薦燈泡發光的科學原理，希望對您有所幫助。

　　燈泡發光科學原理

燈中放電管的汞蒸汽在低壓狀態(小於102Pa)下產生氣體發出紫外光，紫外光照射外玻殼的熒光粉發出照明光。

用鎢絲用電加熱發光,用耐高温石英玻璃做燈管,在中充了少量鹵素元素,以增光效和保護燈絲.

與1原理相同,只不過放電管中汞蒸汽壓力更高,光效因此更高，相應還有超高壓汞燈。

在放電管中充增了金屬鈉,將鈉加熱變成鈉蒸汽,而且氣壓很高.光效很高,鈉蒸汽通電發光，但光色泛黃，技術上叫做顯色性差。也有低壓鈉燈,光效非常高，顯色性不好，國內不常用。用這種設計工藝，在放電管中充加其他稀有金屬如銦、鎵或其他稀有金屬，可做成高亮度的各種單色彩色燈。

用一種發光效率較高的三基色熒光粉做的熒光燈,類同於過去的日光燈,都是用汞加熱變成蒸汽致使熒光粉發光,只是熒光粉材料不同,因發光效率高,故稱節能燈。這種燈通常功率不會做得很大，適用室內居住照明。

在玻璃管中充填了惰性氣體,也加了少量金屬汞,根據惰性氣體材料不同,能發不同彩色的光,兩端有電極,不需加熱,直接用高壓電衝擊起亮。發光效率不是太高，但玻管較細，可彎曲成形，是一種傳統的廣告燈。

　　燈泡發光原理

燈絲上有電流通過，實際上自由電子的定向移動，使得燈絲中的電子、原子核等微粒的平均速度加快，能量增加。

微觀的角度，可能有電子從基態跳到激發態，或從能量較少的激發態跳遷到能量較多的激發態，電能轉化成內能，使得電燈燈絲的温度升高。

温度高到一定程度，一般要在1000攝氏度左右，就能發光。開始是紅外線，温度高到一定程度，就能發出可見光。

微觀的角度，可能有電子從激發態跳到基態，或從能量較多的激發態跳遷到能量較少的激發態。放出能量。這裏電能轉化成了內能和光能。

　　燈泡會發光的原因

簡單來説，白熾燈裏面的燈絲是鎢絲，其主要成分是鎢。當鎢絲通電時，由於鎢絲的電阻式電能轉化成內能，將鎢絲加熱，温度升高，一般金屬加熱到一定程度後就會發光(鐵受熱變紅也是發光)，就是內能有轉化成光能。這就是白熾燈發光原理最簡單理解。為什麼選鎢絲，那時人們長久以來經驗的結果。

當愛迪生髮明電燈的時候，傳説他試驗了包括植物纖維、動物毛髮和人的頭髮在內的一千多種(也有説兩千多種)材料，很多不適合作燈絲。主要原因是內阻小，或者熔點低，或者亮度不合適等等。最後愛迪生選擇的並不是今天我們廣泛採用的鎢絲。具體是什麼，我忘了。後來人們經過多次改進才選擇了鎢作燈絲。鎢絲髮光跟核裂變或者核聚變一點關係都沒有。這個過程中除了鎢絲被加熱，部分省化成整齊外並未發生什麼變化。

　　LED燈泡的結構及發光原理

50年前人們已經瞭解半導體材料可產生光線的基本知識，第一個商用二極管產生於1960年。

LED是英文lightemittingdiode(發光二極管)的縮寫，它的基本結構是一塊電致發光的半導體材料，置於一個有引線的架子上，然後四周用環氧樹脂密封，起到保護內部芯線的作用，所以LED的抗震性能好。

發光二極管的核心部分是由P型半導體和N型半導體組成的晶片，在P型半導體和N型半導體之間有一個過渡層，稱為PN結。在某些半導體材料的PN結中，注入的少數載流子與多數載流子複合時會把多餘的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉換為光能。

PN結加反向電壓，少數載流子難以注入，故不發光。這種利用注入式電致發光原理製作的二極管叫發光二極管，通稱LED。當它處於正向工作狀態時(即兩端加上正向電壓)，電流從LED陽極流向陰極時，半導體晶體就發出從紫外到紅外不同顏色的光線，光的強弱與電流有關。

　　燈泡的結構

在燈泡發明之前，在太陽下山後想要照明一個地方可是一個費勁而危險的事情，要用蠟燭或者火把來照明，雖然當時的油燈還算不錯，但它總是會留下煙灰。

在18世紀的中期電氣科學真正有了發展，當時到處的發明家都大聲疾呼要發明一個實用的家庭照明的裝置。英國發明家斯萬和美國發明家愛迪生在1897年發明了電燈泡，在現代的.電燈泡與當年愛迪生髮明的電燈泡沒有本質上的改變只是多了一些部件。

光是能量的一種形式是由原子釋放出來的。它是由許多微小類似粒子的小團組成的，這些類似粒子的東西有能量和動量但沒有質量。這些粒子叫做可見光子，是光的最基本單位。當電子受到激發的時候原子就會釋放出可見光子。如果你已經知道原子是如何工作的話，那你也就知道電子是圍着原子核走來走去的負極電荷粒子。原子的電子有着不同等級的能量，主要取決幾個因素，包括它們的速度和離原子核的距離。電子不同的能量等級佔有不同的軌函數和軌道。通常來説，有着大能量的電子就會離原子核更遠當原子得到或失去能量的時候，是以電子移動表示變化。當有某些東西將能量傳到原子的時候---以熱量為例子-電子可以暫時被推進到一個更高的軌道(遠離原子核)。電子只是在這一軌道位置停留極短時間：幾乎馬上就被退回到原子核，到達它的原始軌道上。這時電子就以光子的形式放出額外的能量。發光的波長取決於有多少能量被釋放出來，這也就取決於電子所在的軌道位置。因此，不同類的原子就會釋放出不同類的可見光子。換句話説就是光的顏色是由受激發的原子種類決定。

燈泡的結構非常簡單。在它的底部有兩個金屬接觸點，是用來連接電的。金屬接觸點有兩條接觸到一個薄金屬燈絲的線。燈絲坐落在燈泡的中央，由一個玻璃支撐住的。線和燈絲都包在充滿惰性氣體的玻璃燈泡的裏面，通常都是氬惰性氣體當燈泡連上電源的時候，電流就會從其中一個接觸點流到另一個接觸點然後再流到線和燈絲。實心導體線電流中的大量自由電子從負極帶電區移動到正極帶電區。在振動原子的跳躍電子可能暫時被推到一個更高的能量位置。當它們落回原始正常位置時候，電子就會以光子形式釋放出額外能量。金屬原子釋放大部分的紅外線可見光子，人們的眼睛是可以看見的。但如果它們被加熱到大約4000華氏温度的時候燈泡就會發出大量的可見光。幾乎在所有的白熾燈泡都用到鎢，因為它是最理想的燈絲材料。金屬必須要加熱到極高的温度才會發出有用可見光。實際上大多數金屬在達到這個温度之前都會熔化了，而鎢絲卻有着不尋常的高熔化温度。但鎢絲在這麼高的温度時會起火，如果在條件允許下，兩種化學物之間就會產生反應而引起燃燒，燈泡裏的燈絲是由一個密封，無氧空間覆蓋來防止燃燒。把燈泡裏的空氣都吸出來創造一個接近真空的狀態--就是説裏面沒有任何物質。由於幾乎沒有任何氣體特物質在裏面，所以物質就不會燃燒。這個方法存在一個問題就是鎢原子蒸發作用。在這麼高的温度裏，在一個真空燈泡裏，自由鎢原子以直線射出。隨着越來越多的原子蒸發，燈絲就開始衰變並且玻璃開始變黑。這大大減少了燈泡的壽命。

在現代燈泡裏使用了惰性氣體通常是氬氣，這大大減少了鎢的這種損失。當一個鎢原子蒸發，它就會和一個氬原子碰撞並且由於惰性氣體通常都不和其它元素反應，所以就沒有了燃燒反應。便宜和容易使用，燈泡已經證明了一個巨大成功。燈泡仍然是室內最受歡迎的照明選擇。但它最終還是會讓位給更先進的技術，因為不夠節能。白熾燈泡所發出的大多數能量都是帶熱紅外線可見光子方式發出--產生的光大約只有10%是可見光譜。這浪費了很多電力。暖光源，比如熒光燈和LED燈，它們並不浪費大理能量產生熱並且發出大部分可見光。因此，它們會慢慢地取代燈泡。】