五彩缤纷的灯

五彩缤纷的灯

1882年初春，第一批实用的白炽灯终于问世了，它给千家万户带来了光明和欢乐。白炽灯是爱迪生对人类最辉煌的贡献之一。

但爱迪生发明的白炽灯也有缺点，就是使用寿命较短，这是因为他用的灯丝是炭化竹丝，容易氧化而烧断。

有没有更好的材料可作灯丝呢？科学家们又开始进行新的试验。1910年，美国通用电气公司的克利基用钨丝代替炭化竹丝作灯丝，发现使用寿命大大提高，可用上千小时，这样就发明了钨丝白炽灯。钨丝不仅能耐高温，而且亮度大大提高，因此很爱大众的欢迎。通用电气公司立即申请了钨丝灯泡的专利，并将其命名为“玛兹”（玛兹是希腊神话中的神），从1910年开始向全世界出售。这种钨丝白炽灯从那时起直到现在一直兢兢业业地为人类服务。

但是，新的问题又出现了，钨丝灯泡也有缺点，因为金属钨达到一定高温就开始蒸发，从而使玻璃泡变黑，影响了亮度。

为了解决这个问题，通用电气公司的另一位研究人员兰得米阿想出一个新办法。他不使电灯的玻璃泡成为真空，而是在抽净空气后，给灯泡充以与钨不发生化学反应的惰性气体，如氮气和氩气等，这样就可抑制钨的蒸发，效果很好，很快又申请了专利，并于1913年开始生产这种充气灯泡。

此后，有一位名叫弗里德里奇的美国人，尝试向灯泡里充进碘、溴等卤族元素。这类元素有一种本领，能够把蒸发到灯泡壁上的钨（充了惰性气体后钨仍要蒸发，不过比较慢而已）重新“揪”回来，送回到钨丝上。这样不仅提高了白炽灯的发光效率，还延长了白炽灯的使用寿命。1959年第一盏卤钨灯造出了，从而揭开了白炽灯发展史上新的一页。

白炽灯较之以往的蜡烛、煤油灯当然具有无法比拟的优点，但人们并不满足，因为它还有很大的缺点。这种电灯是利用电流流过灯丝产生高热来发光的，在由热转换为光的过程中，热量有很大的浪费。如果说原始的灯，是灯与火不能分开；那么白炽灯则是灯与热难分难舍。科学家们想：能不能把热与光分开呢？1902年，美国的休伊特研制成功了水银灯。水银灯是在真空的玻璃管中注入少许的水银蒸气，在灯管的两端引出两个电极，加上电压后，使玻璃管中产生放电电弧而发光。由于它是靠气体的激发而发光的，所以也叫做气体放电灯。水银灯发出的光极强，光谱也接近太阳光。它的强光，适合于电影的拍摄，一些摄影棚往往都用水银灯照明。

但水银灯也有缺点，就是有很强的紫外线，在室内长期使用会影响人的身体健康，特别是损害人的视力。于是人们又开始考虑，有没有办法不使其产生紫外线呢？经过种种试验和摸索，终于找到一种荧光物质，如用光线照射它，它也会发光，而所发出的光线的波长比照射它的光线的波长要长。紫外线波长比一般可见光线的波长要短。这样一来，如果使用紫外线照射荧光物质，那么荧光物质所发出的光线，其波长就比紫外线的波长要长，即不再是紫外线了。如果在水银灯玻璃管内壁涂上荧光物质，那么水银灯发射的损害人视力的紫外线，就会被转换成像白炽灯那样的光线了。这种灯的光色接近日光，因此通常把荧光灯称为“日光灯”，它的发光效率要比白炽灯高出好几倍，而且使用寿命也比白炽灯长，一般可达四五千小时。

既然水银蒸气通电后能发光，那么其他的气体行不行呢？科学家们进行了各种试验，在抽空的玻璃管内充以各种气体，然后加上电压，看看有什么结果？结果发现：充氮气的会发黄色光，充氢气的会发粉红色的光，充二氧化碳的会发白色的光，充氩气的会发淡紫色的光，充氖气的会发橘红色的光，若将氖气与水银蒸气混合，则会发绿色的光，啊！这不是五彩缤纷的霓虹灯吗？是的，热闹的上海南京路、淮海路的商业街上装饰着的各种鲜艳夺目的装饰灯，正是这种充了各种不同气体的霓虹灯。

气体放电灯还有很多：若充以钠蒸气，则加电压后的钠蒸气会激发出强烈的黄光，它的发光效率很高，用作街道照明非常适合。你不妨留意一下，一些都市街道的照明灯现在差不多改成发黄光的钠灯。由于它发出的荧光穿透浓雾的能力强，所以也是船舰信号，港口、机场上的好光源。

若在玻璃管里充以氙气，则发出的光同太阳光几乎接近，不仅光色好，且光效高，光强大，故又称为“小太阳”，可以用于广场大面积的照明。一些体育场地的照明多用它。在场地的四周安装上几十盏“小太阳”，就如同白昼，因此即使在夜晚，照样可以进行足球比赛。据测算，一盏5万瓦的氙灯所发出的光相当于1000盏100瓦的日光灯，或者相当于90盏400瓦的高压汞灯。

自从爱迪生发明白炽灯以来的百余年中，如上所述各种光源真是层出不穷，五花八门。但不管如何变化，都需电源，未来的灯又应是怎样的呢？现在有一种称为“原子灯”的已初露头角，这种灯不需电源，也不需外加燃料，却能自动发光，寿命可达几十年，真可谓是“长命灯”了。

前面说过，荧光物质要能发光，必须要有其他光源照射，否则它就黯然失色了。怎样能使荧光长久不衰呢？人们发现有些放射性同位素在不断衰变的过程中，会发射出具有很大动能的射线，它能使荧光物质发光。如果把这种放射物质与荧光物质放在一起，利用放射性物质产生的射线来激发荧光物质，不就成了“永久”发光的灯吗？于是，一种新的光源——原子灯就诞生了。

另外，有一种叫电致发光灯，它像一块熠熠生辉的发光板；一种叫半导体灯，其实是一个发光二极管，它能直接把电能变成光能，使固体材料发光，很有发展前途；还有一种化学发光灯，它利用物质的化学反应发出冷光，如同萤火虫一样，发光效率极高，前景十分美好。

也许在不久的将来，这些新型光源就会出现在你的居室和书桌上，在你的口袋里也许会放上一个只有指头大小的原子灯手电筒呢！