白炽灯的发光原理
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白炽灯的由来
托马斯·阿尔瓦·爱迪生( Alva )在1879年发明了白炽灯泡 , 被称之为光明之父 。他发明出的第一个灯泡虽然不是历史上的第一盏电灯 , 但爱迪生却是第一个发明并使用灯泡的人 。所以普遍地大家称他是“电灯的发明者” 。
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托马斯·阿尔瓦·爱迪生( Alva )
“白炽灯”这个名词听起来虽然很专业 , 但其实它就是现代人生活中使用最频繁的电灯泡 。
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2
电灯泡的结构图
一颗电灯泡的结构可以简单地分为3部分:灯头、灯芯 , 和玻璃泡壳 。其中灯芯的构造是发光的重要条件 。
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灯芯由3根导线丝闭合组成 , 分别是A钨丝、C导丝、G导丝 。其中 , A、G导丝皆为铜导丝且电阻比较小;而A钨丝的电阻稍微大一点 。
当电流从H锡焊点进入 , 依次通过A、C、G , 当电流到达电阻较大的钨丝处时开始发热 , 到达一定温度后 , 钨丝就会产生热辐射并发光 。
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白炽灯的演变
最早 , 爱迪生发明的是碳丝灯(A的原材料为碳丝) , 用碳丝产生热辐射并发出光 , 而现代的白炽灯泡中使用的都是钨丝 。
同时为了保护钨丝 , 还将玻璃泡壳内抽了真空并充入氮气 , 这样做可以使灯泡的寿命更长一点 。
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这就是白炽灯的基本构造以及它的发光原理 。
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电暖炉为何发光?
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【白炽灯的发光原理白炽灯发光原理是什么】其实小伙伴们可以类比一下:在冬天大家都用过电暖炉 , 当电暖炉插上电之后 , 伴随着温度的升高它会发热发红 , 这种现象就是由于温度的升高而导致发光 。
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当然 , 由于它的温度还没有达到几千度 , 所以发出来的光是红色的 。
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从物理能量学角度看 , 其实白炽灯的发光原理很简单 , 总共分为2个过程:首先电能转换成热能(热效应);接着热能转变成光能(热能不会全部转换为光能 , 会有一部分其它消耗) 。
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钨丝辐射曲线图
下面这张图是钨丝的辐射曲线图 , 从图中可知:钨丝热辐射的波长范围很广 , 但可见光部分占总辐射的比例却很小 。
由于可见区域在500纳米左右 , 所以当钨丝产生热辐射时 , 我们看到的多数都是红光(具体原由 , 小伙伴们可以参考“可见光的光谱”) 。
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随着灯泡工作温度的增加 , 钨丝的热辐射增加 , 可见光部分随之也增加 。所以 , 当电暖炉的温度越来越高 , 我们人眼可见的红光也就愈来愈强烈 。
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