日光燈發(fā)光的科學(xué)原理介紹
我們經(jīng)常可以看到日光燈在發(fā)光，但是很多人都不知道日光燈是如何發(fā)光的。下面是百分網(wǎng)小編為你精心推薦的日光燈發(fā)光科學(xué)原理，希望對(duì)您有所幫助。
日光燈發(fā)光科學(xué)原理
當(dāng)日光燈接入電路以后，起輝器兩個(gè)電極間開(kāi)始輝光放電，使雙金屬片受熱膨脹而與靜觸極接觸，于是電源、鎮(zhèn)流器、燈絲和起輝器構(gòu)成一個(gè)閉合回路，電流使燈絲預(yù)熱，當(dāng)受熱時(shí)間1-3秒后，起輝器的兩個(gè)電極間的輝光放電熄滅，隨之雙金屬片冷卻而與靜觸極斷開(kāi)，當(dāng)兩個(gè)電極斷開(kāi)的瞬間，電路中的電流突然消失，于是鎮(zhèn)流器產(chǎn)生一個(gè)高壓脈沖，它與電源疊加后，加到燈管兩端，使燈管內(nèi)的惰性氣體電離而引起弧光放電。
燈管里面裝入一些特殊的氣體，又在燈管的管壁上涂上熒光粉，通電之后由于放電而產(chǎn)生光。
日光燈發(fā)光原理
當(dāng)電子受到激發(fā)的時(shí)候原子就會(huì)釋放出可見(jiàn)光子。如果你已經(jīng)知道原子是如何工作的話(huà)，那你也就知道電子是圍著原子核走來(lái)走去的負(fù)極電荷粒子。原子的電子有著不同等級(jí)的能量，主要取決幾個(gè)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(jí)占有不同的軌函數(shù)和軌道。通常來(lái)說(shuō)，有著大能量的電子就會(huì)離原子核更遠(yuǎn)。 當(dāng)原子得到或失去能量的時(shí)候，電子就會(huì)從低軌道和高軌道之間移動(dòng)。當(dāng)有某些東西將能量傳到原子的時(shí)候---以熱量為例子--電子可以暫時(shí)被推進(jìn)到一個(gè)更高的軌道(遠(yuǎn)離原子核)。電子只是在這一軌道位置停留極短時(shí)間：幾乎馬上就被退回到原子核，到達(dá)它的原始軌道上。這時(shí)電子就以光子的形式放出額外的能量。
發(fā)光的波長(zhǎng)取決于有多少能量被釋放出來(lái)，這也就取決于電子所在的軌道位置。因此，不同類(lèi)的原子就會(huì)釋放出不同類(lèi)的可見(jiàn)光子。換句話(huà)說(shuō)就是光的顏色是由受激發(fā)的原子種類(lèi)決定。這幾乎是在所有光源的最基本工作機(jī)制。這些光源的主要不同是在于激發(fā)原子的過(guò)程。在白熾燈光源里，原子是由通過(guò)加熱來(lái)激發(fā);而在燈管里，原子是通過(guò)化學(xué)反應(yīng)來(lái)激發(fā)。熒光燈的中心元件就是它的一個(gè)密封的玻璃管。這個(gè)管含有少量水銀和惰性氣體，通常是氬惰性氣體元素，這種惰性氣體要保持非常低壓。管也含有熒光粉，在玻璃管內(nèi)單獨(dú)涂上一層熒光粉。玻璃管兩端各有一個(gè)電極，是連接到電流用的。
當(dāng)燈管內(nèi)的惰性氣體在高壓下電離后，形成氣體導(dǎo)電電流，運(yùn)動(dòng)的氣體離子在與汞原子碰撞作用之間不斷地給了汞原子能量，使得汞原子的核外電子總能從低軌道躍遷到高軌道，之后汞原子的核外電子由于具有較高的能量會(huì)自發(fā)地再?gòu)母哕壍老虻蛙壍?或基態(tài))躍遷，以光子的形式向外釋放能量，同時(shí)由于汞原子的原子特征普線大部分集中在紫外區(qū)域，可知，汞原子釋放出來(lái)的光子大部分在紫外區(qū)域，這些高能量的光子(紫外線)在和熒光粉的撞擊之間產(chǎn)生了白光。
日光燈工作原理
在圖示的電路中，當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合后，電源把電壓加在啟輝器的兩極之間，使氖氣放電而發(fā)出輝光，輝光產(chǎn)生的熱量使U型動(dòng)觸片膨脹伸長(zhǎng)，跟靜觸片接通，于是鎮(zhèn)流器線圈和燈管中的燈絲就有電流通過(guò)。電路接通后，啟輝器中的氖氣停止放電(啟輝器分壓少、輝光放電無(wú)法進(jìn)行，不工作)，U型片冷卻收縮，兩個(gè)觸片分離，電路自動(dòng)斷開(kāi)。在電路突然斷開(kāi)的瞬間，由于鎮(zhèn)流器電流急劇減小，會(huì)產(chǎn)生很高的自感電動(dòng)勢(shì)，方向與原來(lái)的電壓方向相同，兩個(gè)自感電動(dòng)勢(shì)與電源電壓加在一起，形成一個(gè)瞬時(shí)高壓，加在燈管兩端，使燈管中的氣體開(kāi)始放電，于是日光燈成為電流的通路開(kāi)始發(fā)光。日光燈開(kāi)始發(fā)光時(shí)，由于交變電流通過(guò)鎮(zhèn)流器的線圈，線圈中就會(huì)產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，它總是阻礙電流變化的，這時(shí)鎮(zhèn)流器起著降壓限流的作用，保證日光燈正常工作。
日光燈正常發(fā)光后。由于交流電不斷通過(guò)鎮(zhèn)流器的線圈，線圈中產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，自感電動(dòng)勢(shì)阻礙線圈中的電流變化，這時(shí)鎮(zhèn)流器起降壓限流的作用，使電流穩(wěn)定在燈管的額定電流范圍內(nèi)，燈管兩端電壓也穩(wěn)定在額定工作電壓范圍內(nèi)。由于這個(gè)電壓低于啟輝器的電離電壓，所以并聯(lián)在兩端的啟輝器也就不再起作用了。 通電后有電流,電流會(huì)產(chǎn)生熱,而使啟動(dòng)器里的兩塊觸片由于熱脹冷縮而突然通路,根據(jù)電流自感現(xiàn)象電流的瞬時(shí)改變鎮(zhèn)流器會(huì)產(chǎn)生瞬時(shí)高壓,在高壓下使燈管內(nèi)的氣體也導(dǎo)通了,由于那些氣體通電會(huì)發(fā)光,所以就可以亮了.而等的就是等觸片加熱到突然通路.
鎮(zhèn)流器在啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生瞬時(shí)高壓，在正常工作時(shí)起降壓限流作用;啟輝器中電容器的作用是避免產(chǎn)生電火花。
日光燈的特性
當(dāng)開(kāi)關(guān)接通的時(shí)候，電源電壓立即通過(guò)鎮(zhèn)流器和燈管燈絲加到啟輝器的.兩極。220伏的電壓立即使啟輝器的惰性氣體電離，產(chǎn)生輝光放電。輝光放電的熱量使雙金屬片受熱膨脹，兩極接觸。電流通過(guò)鎮(zhèn)流器、啟輝器觸極和兩端燈絲構(gòu)成通路。燈絲很快被電流加熱，發(fā)射出大量電子。這時(shí)，由于啟輝器兩極閉合，兩極間電壓為零，輝光放電消失，管內(nèi)溫度降低;雙金屬片自動(dòng)復(fù)位，兩極斷開(kāi)。在兩極斷開(kāi)的瞬間，電路電流突然切斷，鎮(zhèn)流器產(chǎn)生很大的自感電動(dòng)勢(shì)，與電源電壓疊加后作用于管兩端。燈絲受熱時(shí)發(fā)射出來(lái)的大量電子，在燈管兩端高電壓作用下，以極大的速度由低電勢(shì)端向高電勢(shì)端運(yùn)動(dòng)。在加速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，碰撞管內(nèi)氬氣分子，使之迅速電離。氬氣電離生熱，熱量使水銀產(chǎn)生蒸氣，隨之水銀蒸氣也被電離，并發(fā)出強(qiáng)烈的紫外線。在紫外線的激發(fā)下，管壁內(nèi)的熒光粉發(fā)出近乎白色的可見(jiàn)光。
日光燈正常發(fā)光后。由于交流電不斷通過(guò)鎮(zhèn)流器的線圈，線圈中產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，自感電動(dòng)勢(shì)阻礙線圈中的電流變化，這時(shí)鎮(zhèn)流器起降壓限流的作用，使電流穩(wěn)定在燈管的額定電流范圍內(nèi)，燈管兩端電壓也穩(wěn)定在額定工作電壓范圍內(nèi)。由于這個(gè)電壓低于啟輝器的電離電壓，所以并聯(lián)在兩端的啟輝器也就不再起作用了。
應(yīng)急日光燈的工作原理
熒光燈里面帶蓄電池和逆變裝置。通過(guò)雙控開(kāi)關(guān)控制(相當(dāng)于單刀雙置開(kāi)關(guān))，一根零線，一根開(kāi)燈線、一根充電線(有的接專(zhuān)用應(yīng)急電源線)。
這里說(shuō)說(shuō)無(wú)專(zhuān)用應(yīng)急電源的接線情況，就是充電回路和開(kāi)關(guān)燈回路都接市電情況下的燈控和工作。
市電正常時(shí)，雙控開(kāi)關(guān)朝下按：開(kāi)燈回路接通、充電回路斷開(kāi)，燈亮;雙控開(kāi)關(guān)朝上按，開(kāi)燈回路斷開(kāi)，充電回路接通，燈滅。
市電停電時(shí)(充電和開(kāi)關(guān)回路都接市電)，無(wú)論開(kāi)關(guān)朝上還是朝下按，燈都量(蓄電池和逆變裝置工作)。
擴(kuò)展：
日光燈管的構(gòu)造
日光燈管的結(jié)構(gòu)很簡(jiǎn)單，就是一根玻璃管，內(nèi)壁上涂有一層熒光粉，不同的熒光粉會(huì)發(fā)出不同顏色的光。
燈管內(nèi)充有稀薄的惰性氣體與水銀蒸汽，當(dāng)兩個(gè)燈絲間的氣體導(dǎo)電時(shí)，發(fā)出的紫外線會(huì)使熒光粉發(fā)出柔和的可見(jiàn)光。
日光燈管的工作原理
開(kāi)關(guān)接通時(shí)，電源電壓通過(guò)鎮(zhèn)流器和燈管燈絲加到啟輝器兩級(jí)，220v電壓立即使啟輝器的惰性氣體電離，產(chǎn)生輝光放電。
輝光放電的熱量使雙金屬片受熱膨脹，輝光產(chǎn)生的熱烈使U型動(dòng)觸片膨脹伸長(zhǎng)，跟靜觸片接通，鎮(zhèn)流器線圈和燈管中的燈絲有電流通過(guò)。
電流通過(guò)鎮(zhèn)流器、啟輝器和兩端燈絲構(gòu)成通路，燈絲很快被電流加熱，發(fā)射出大量電子。此時(shí)，啟輝器兩極閉合，輝電放電消失，管內(nèi)溫度降低，兩極斷開(kāi)。
在兩極斷開(kāi)的瞬間，電路電流突然切斷，鎮(zhèn)流器產(chǎn)生很大的自感電動(dòng)勢(shì)，與電源電壓疊加后作用于管的兩端。
燈絲受熱時(shí)發(fā)射出來(lái)的大量電子，在高電壓作用下，由低電勢(shì)向高電勢(shì)端運(yùn)動(dòng)，在加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中發(fā)出強(qiáng)烈紫外線，在紫外線的激發(fā)下，熒光粉發(fā)出近乎白色的可見(jiàn)光。
日光燈管的發(fā)光原理
日光燈內(nèi)的惰性氣體在高壓下電離后形成氣體導(dǎo)電電流，運(yùn)動(dòng)的氣體離子在于汞原子碰撞作用之間不斷給予汞原子能量，使汞原子的核外電子從低軌道躍到高軌道，高能力的核外電子自發(fā)的從高軌道向低軌道躍遷，以光子形式向外釋放能力，這些高能量的光子在和熒光粉的撞擊過(guò)程中產(chǎn)生白色的光。
【日光燈發(fā)光的科學(xué)原理介紹】相關(guān)文章：
太陽(yáng)發(fā)光的科學(xué)原理是什么11-24
燈會(huì)發(fā)光的科學(xué)原理是什么11-24
快速閱讀的科學(xué)原理的介紹04-25
安全科學(xué)原理研究的路徑介紹11-02
最小作用量的科學(xué)原理介紹11-02