灯的发展史.ppT

在20世纪后期开始发展的发光二极管给未来照明带来曙光。 1996年，日本日亚化学公司在GaN蓝光发光二极管的基础上， 开发出以蓝光LED激发钇铝石榴石荧光粉而产生黄色荧光，所 产生的黄色荧光进而与蓝光混合产生白光(蓝光LED配合YAG荧 光粉)，开启了LED迈入照明市场的序幕。 白光发光二极管的主要构造包含底部的二极管，涂在二极 管或灯罩上的荧光粉，以及隔绝外界的灯罩。当底部的二极管( 通常是半导体材料)接受电能的激发后，产生电子与电洞对，当 电子与电洞再结合的时候，二极管便发出第一发射光(紫外光或 蓝光)。这第一发射光可以被荧光粉吸收并转换成第二发射光( 可见光波长范围)，当没有被荧光粉吸收的第一发射光和荧光粉 所发射出来的第二发射光混合以后，便得到白光
在电灯问世以前，人们普遍使用的照明工具是煤油灯或煤气灯。 这种灯因燃烧煤油或煤气，因此，有浓烈的黑烟和刺鼻的臭味， 并且要经常添加燃料，擦洗灯罩，因而很不方便。更严重的是， 这种灯很容易引起火灾，酿成大祸。多少年来，很多科学家想 尽办法，想发明一种既安全又方便的电灯。 灯是人类征服黑夜 的一大发明。真正发明电灯使之大放光明的是美国发明家爱迪 生。他是铁路工人的孩子，小学未读完就辍学，在火车上卖报 度日。爱迪生是一个异常勤奋的人，喜欢做各种实验，制作出 许多巧妙机械。他对电器特别感兴趣，自从法拉第发明电机后， 爱迪生就决心制造电灯，为人类带来光明。
火开始了人类照明领域的第一次革命，而爱迪生发明的白炽灯 被公认为第二次照明领域的革命，而被称之为LED的半导体照明， 无疑将引领人类照明领域第三次革命。 中国有车胤囊萤夜读的传说，萤火虫的身体尾部有一个发 光器，发光细胞中的主要物质是虫荧光素和荧光酶。虫荧光素 是产生光能的来源，荧光酶则是催化剂。虫荧光素转换能量的 效率很高，其中只有约2%%~10%%的能量浪费在热能上，其余 能量都用来发光，因此萤火虫的发光可以称为一种“冷光”， 物理学家认为这是非常理想的灯光。
利用不同荧光粉的搭配，发光二极管也可如日光灯管般具 有偏冷色系或暖色系的不同光色。此外，经过多年的研究 与发展，发现利用高效率的紫外光发光二极管作为发射光 源，是未来白光发光二极管成为照明装置的不二选择。因 此，如何发展高效率的紫外光发光二极管，以及适合于紫 外光用的各色荧光粉，是现今大家所努力的目标。 随着目前LED技术的进步，白光LED的应用也逐渐开展， 包括指示灯、携带式手电筒、液晶屏幕背光板、汽车仪表 及内装灯等。而业界更相信，未来10年内，白光发光二极 管将普遍应用在照明上，成为21世纪人类照明的曙光。
爱迪生在认真总结了前人制造电灯的失败经验后，制定了详 细的试验计划，分别在两方面进行试验：一是分类试验1600 多种不同耐热的材料；二是改进抽空设备，使灯泡有高真空 度。他还对新型发电机和电路分路系统等进行了研究。
19世纪初，英国一位化学家用2000节电池和两根炭 棒，制成世界上第一盏弧光灯。但这种光线太强， 只能安装在街道或广场上，普通家庭无法使用。无 数科学家为此绞尽脑汁，想制造一种价廉物美、经 久耐用的家用电灯。 1879年10月21日，一位美国 发明家通过长期的反复试验，终于点燃了世界上第 一盏有实用价值的电灯。从此，这位发明家的名字， 就象他发明的电灯一样，走入了千家万户。他，就 是被后人赞誉为“发明大王”的爱迪生。 1847年2 月11日，爱迪生诞生于美国俄亥俄州的米兰镇。他 一生只在学校里念过三个月的书，但他勤奋好学， 勤于思考，其发明创造了电灯、留声机、电影摄影 机等1000多种成果，为人类做出了重大的贡献。
古人用蜡烛照明,但亮得快,燃得也快,让人手忙脚乱.后来逐渐换成 灯芯罩在灯笼里照明,比蜡烛微弱的光要这许多. 在清朝的时候,人民百姓普遍使用煤油灯或煤气灯照明. 19世纪初,英国一位化学家用2000节电池和两根炭棒,制成第一 盏弧光灯. 现在,电灯被我们所使用,也是日常生活中不可缺少的照明工具 .现代人为了能得到更多的利润,便把这盏普通的灯造成各式各样古 朴典雅,外形美观的吊灯,吊灯自然是玻璃做的,普通人也买得起.但 是真正的水晶做成的吊灯,价格昂贵,普通人民群众,无法支付.只有 一些少数的富贵人家才买得起这么昂贵的水晶吊灯,他们不仅仅用 来照明,更多的是代表他们身份和地位的尊贵,也是宴请贵宾们观赏 的奢侈品,证明他们的家族有多么显赫. 电灯的问世,不仅仅是日常生活照明的作用,更多的是家居美观 的布局和身份地位的象征,更是世界五千多年来电灯业唯一的自豪.
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爱迪生12岁时，便沉迷于科学实验之中，经过 自己孜孜不倦地自学和实验，16岁那年，便发 明了每小时拍发一个信号的自动电报机。后来， 又接连发明了自动数票机，第一架实用打字机、 二重与四重电报机，自动电话机和留声机等。 有了这些发明成果的爱迪生并不满足，1878年 9月，爱迪生决定向电力照明这个堡垒发起进 攻。他翻阅了大量的有关电力照明的书籍，决 心制造出价钱便宜，经久耐用，而且安全方便 的电灯。 他从白热灯着手试验。把一小截耐 热的东西装在玻璃泡里，当电流把它烧到白热 化的程度时，便由热而发光。他首先想到炭， 于是就把一小截炭丝装进玻璃泡里，刚一通电 可马上就断裂了。
荧光灯可以说是室内照明非常重要的发明，现在全世界的夜间 室内照明绝大多数都是采用荧光灯。荧光灯管比起传统的灯泡 来，具有使用寿命长，发光效率较高，光照面积大，可调整成 不同光色等几项优点。荧光灯的使用，满足了人类绝大多数场 合的需求，虽然各式各样的电灯仍陆续在开发中，然而截至20 世纪为止，依旧无法发展出比日光灯更符合人类需求的发明。 荧光灯虽然有许多的优点，但最大的一个缺点就是荧光灯管非 常消耗电力，绝大多数的电能都消耗在热能上。此外，灯管中 的汞存在污染环境的问题，因此，寻求新的照明光源一直是科 学家和企业界的任务。
一直到1879年10月21日，在美国新泽西州的一间积满灰尘的实 验室里，爱迪生把很细的碳化纤维丝封在一个玻璃泡里面，利 用真空泵把玻璃泡里的空气抽走，再稳定地供给电压，使灯丝 变成一个很稳定的明亮光源，电力照明的时代从此降临。虽白 炽灯泡后来经过改良以适应特殊需求，因此可再细分为普通用 照明灯、高压和低压电灯、卤素灯、红外线灯等种类。但是大 致而言，白炽灯泡若要作为大型房间或大范围的空间照明器材， 还无法满足人类的需求，但百余年来，电灯的发明一直在人类 科学史上占有很重要的地位。