光源知识
室内光源知识点总结

室内光源知识点总结一、室内光源种类1. 白炽灯:白炽灯是一种主要由钨丝发光的灯具,发光原理是把电能转换为热能和光能。
2. 荧光灯:荧光灯是一种利用电子在气体中产生荧光的电器,主要由荧光粉、荧光管、电子镇流器和电子起动器组成。
3. LED灯:LED灯是一种利用半导体光电转换原理来发光的灯具,具有长寿命、低能耗、高效率等优点。
4. 日光灯:日光灯是一种模拟自然日光光谱的人造光源,通常通过荧光粉来实现。
5. 能效灯:能效灯是一种高效能的照明设备,它是由气体放电技术和电子技术相结合的产品。
二、室内光源的选择原则1. 色温选择:白炽灯色温较高,适合温馨浪漫的氛围;荧光灯色温较低,适合需要长时间照明的场所。
2. 亮度选择:不同场所需要的光亮度也不同,一般来说,工作、学习场所需要较亮的光,而休闲、娱乐场所可选择较柔和的光。
3. 节能选择:LED灯是目前比较节能的室内光源,能够节省能源同时提供良好的照明效果。
4. 色彩还原选择:根据室内装饰、家具及墙壁的颜色选择适合的光源,使整个空间看起来更加自然舒适。
三、室内光源的布局原则1. 主光源:主光源的位置通常位于室内的天花板上,是整个房间的主要照明来源,要保持稳定均匀的光线。
2. 辅助光源:辅助光源可以灵活设置,例如电视柜、书桌、沙发旁等地方,通过台灯、落地灯等灯具来补充光线,提高局部的照明亮度。
3. 色彩温度:在布光设计时要考虑各种光源的色彩温度,保持在一个较为协调的范围内,以避免冷暖光线在同一场景中交汇造成的不和谐感。
四、室内光源的使用技巧1. 利用台灯改变氛围:在客厅、卧室等空间中,通过使用暖色调的台灯或色温可调的台灯,可以为空间创造出不同的氛围。
2. 利用灯具照射特定对象:通过灯具的照射,可以突出或弱化某些物体,改变空间的焦点和视觉效果。
3. 利用光线的方向性:适当调整灯具的光线方向,可以改变室内的光线分布和空间感。
4. 利用光线的颜色和明暗度:在室内装饰设计中,通过灯光的调节,在不同的时间和空间中创造出不同的氛围和心情。
光源的基本知识.doc

照明光源及灯具的基础知识- 光源的基本知识(一)各种常用的光源1.白炽灯:发光效率7.4-19Lm/W,平均寿命1000 小时,色温2400-2900K,显色指数99-100Ra。
优点:初始投资低;使用方便,不需要镇流器等电子配套设备显色性极高,真实显示被照物体自然色彩;发光的亮度和光线扩散方向易于控制2.卤钨灯:比白炽灯光效更高、寿命更长。
发出的光洁白清利品质超群,加上精确的光束控制使它成为展示照明的最佳理想的选择。
精致紧凑的外形为灯具设计师大胆创意预留了无限的空间。
3.荧光灯:发光效率60-95Lm/W;平均寿命9000-20000 小时;色温:冷白色4500K,暖白色3000K,日光色6500K;显色指数50-85Ra.优点:因其高效、长寿及良好的显色性等优点,以成为日常生活中最常用的光源之一。
4.节能灯:发光效率50-70Lm/W;平均寿命9000小时;色温:2700,3000,4000,6000K;显色指数82Ra;优点:与白炽灯相比,省电80%,流明维持率高,是绿色照明重点推广产品之一;寿命是白炽灯的3-12 倍,无极灯更长达15 倍。
大大降低了维护费用;高显色性,被照物体呈现亮丽色彩。
5.金卤灯:发光效率60-80Lm/W,平均寿命6000-15000 小时,色温3000-6000K, 显色指数65-90Ra。
优点:具有光效高,寿命长和结构紧凑,显色性好,性能可靠。
6.高压钠灯:发光效率130Lm/W,平均寿命28500小时,色温2000K,显色指数25Ra,50-1000W规格齐全。
优点:发光效率高,寿命长,规格齐全,性能可靠。
小结:光效较高的有:高压钠灯,金卤灯和荧光灯;显色性教好的有:白炽灯,卤钨灯,荧光灯和金卤灯;寿命长:高压汞灯,高压钠灯;能瞬时启动、再启动的有:白炽灯,卤钨灯;输出光通量随电压波动最大的有:高压钠灯;输出光通量随电压波动最小的有:荧光灯。
(二)光源的颜色在光环境设计实践中,照明光源的颜色质量常用两个性质不同的术语来表征:①它照射的物体颜光源的色表,即灯光的表观色性,系指灯光对颜色;②光源的显色的影响作用。
光源知识

光源知识 第一部分:照明术语1、 光通量(F :Luminous Flux )定义:光源在单位时间内所发出的光之能量,也称为光束(Φ)单位:流明(lm :lumen )以度量一光源所输出的光通量,如果一光源为一烛光(cd :candle )于一平方米,且每一部分离光源距离为一米的面上所发生的光束,就为1lm 。
因此一流明就是一cd 光源在单位立体角所含的光束关系式:F=4πI2、 烛光(cd :candle )烛光是光度的单位,以cd 表示,度量光源在某一方向的发光强度3、光度(I :Luminous Intensity )定义:光源在某一方向的发光强度,称为光度,也称光源在某一方向立体角内所发出来的光通量。
单位:烛光(cd :candle ) 关系式:ωd d I Φ= 注:1烛光=4π流明=12.56lm3、 照度(E :Illumination )定义:被照物单位面积上所接受的光通量。
单位:A 、勒克斯(LUX )=流明/平方米(1lx=1lm/m 2)B 、辐透(phot )=流明/平方厘米(1phot=104LUX )C 、米烛光:距离一烛光光源一米处面上的照度,与LUX 大小相等D 、尺烛光(foot candle ):照度的英制单位(1ft-candle=10.76lx )关系式:1、E=F/A=4πI/4πr 2 =I/ r 2 (r :光源与被照物之距离)照度=光度/距离22、E 1r 12= E 2r 22 (若光度不变,则照度与距光源之距离平方成反比) 公式:dAd E Φ= 光的余弦定律(Cosine Law )4、色温(temperature color )将所有射进的能量完全吸收而不反射,不透过的假设体称为黑体。
某种温度放射之热光颜色若以放射相似颜色的黑体温度而表示,则此温度称之为色温。
例如白色萤光灯之色温为4500K ,表示白色荧光灯的颜色与4500K 之黑体颜色 极为相似。
光源基础知识(共82张PPT)可修改文字

高压汞灯:404.7,435.8,546.1,578nm 四条汞的 特征谱线。
灯丝光谱
自镇流高压汞灯:四条汞的 特征谱线+灯丝 光谱,增加了红光成分
荧光粉作用:一般涂敷发红光的荧光粉,将发出的紫 外线转换为红色可见光,提高光通和显色
指数,降低色温。
备注:1大气压=760mmHg=760乇=1000mbar=101325Pa=0.1MPa
高光效钠灯:
充氙气压力25~30乇提高 到250~360乇后:
光效提高10%以上; 流明维持率提高;
寿命延长; 启动困难一些。
高光效钠灯
标准钠灯
高光效钠灯的 电弧管有辅助 启动线
标准钠灯的电 弧管没有辅助 启动线
高压钠灯类别:按结构分类
双管钠灯:
寿命提高80%
光通下降3% 热启动性能提高
双管钠灯
普通钠灯
高压钠灯类别:
按泡壳涂粉分类:清光,涂粉(漫反射用)。
按灯头分类:E39,E40;E26,E27。
按额定功率分类。
金属卤化物灯类别:
石英金卤灯:
钪钠系列;
稀土系列; 钠铊铟系列;
彩卤灯系列。
陶瓷金卤灯。
石英金卤灯是在高压汞灯的基础上,添加金属卤化
物而制成。 由于所添加的金属卤化物的金属元素
电离电位和激发电位都低于汞原子, 所以 发光光谱主要以金属卤化物中的金属为主。
所以:
高压钠灯外玻壳一般抽真空,使电弧管各部位温度不
均匀,而且不受环境温度影响。
高压汞灯外泡壳充氮气(自镇流充灯泡氩),氮气一 方面散热,另一方面气体循环,使电弧管放电腔各部位温度 更加均匀。
• 普通照明金属卤化物灯结构:
高纯氮 填充气
光源知识

9、钼片连接件:主要材料:钼
10、弯钩:主要材料:钼
11、绞合线:镍
●常见的植物补光光源 石英金卤灯,简称金卤灯(MH),主要依靠金属卤化物作为发 光材料,它是在汞和稀有金属的卤化物混合蒸气中产生电弧放 电发光的放电灯,其中电弧管材料是石英。
,所对应的两个波长中间的宽度,也就是“谱线宽 度”。 第三:变化趋势,研究光谱强度随波长的变化,可以进
行一定的预测,从而了解物质的性质。
光谱(spectrum):a.复合辐射被分解成单色成分的空间
展布。b.复合辐射的组成。
光谱图,横坐标是被激发物质发出的光的波长(单位:nm), 纵坐标为强度或者相对强度(单位:mW) 。 光谱图有3个最为重要的信息: 第一:峰值,确认哪个波长的强度达到峰值; 第二,半峰带宽,即达到峰值一半高度(有时也取1/e)
双端钠灯(DE HPS1000W/600W)
单端钠灯(HPS1000W/600W/400W/250W/150W/100W/70W)
E39灯头高度41mm直径39mm,正负公差1mm E40 灯头高度45mm直径40mm,正负公差1mm
●常见的植物补光光源
钠灯(HPS),利用钠蒸气放电产生可见光的电光源。
双端灯的功率主要包括1000W、750W、600W。
3. 灯管压 高管压(H:180V-280V)和低管压(L:80-150V)。
4. 工作频率 100Hz 30KHz 100KHz。
5. 光谱 色温(4K\6K\10K)、三色比、显色指数、光通量、光效、PPF值。
●常见的植物补光光源
金卤灯(MH)的主要材料(双端)
不可见光:常用的不可见光有红外线(波长大于760nm),紫外线(波长小于380nm),x射线及远红外
光源基础知识及大类介绍

光源基础知识及大类介绍光源是指能够产生光的物体或装置,是光学领域中重要的研究对象。
光源可以分为自然光源和人工光源两大类。
一、自然光源月亮是反射太阳光的天体,它产生的光主要是散射光和反射光,由于月亮表面的物质不均匀,所以月亮光的能量分布并不均匀。
星辰是宇宙中的自然光源,其中最亮的是恒星。
恒星是由氢气聚集形成的,通过核融合反应释放出能量,产生光和热。
恒星的光谱包含了各种波长的光线,可以通过光谱分析来研究星体的物质组成和温度等信息。
二、人工光源人工光源是人类为特定目的产生的光。
人工光源广泛应用于生产、生活和科学研究等领域。
根据光源的产生原理和特点,人工光源可以分为以下几类:1.发光二极管(LED):LED是一种半导体器件,通过电流激发发射光的现象而产生光。
LED光源具有高亮度、低功耗、长寿命等优点,被广泛应用于照明、显示屏、信号灯等领域。
2.白炽灯:白炽灯是由灯丝加热发光的,其原理是电热效应。
白炽灯的发光效率低,大部分电能转化为热能,只有少部分转化为可见光。
由于白炽灯使用的材料易熔化,所以寿命较短。
3.荧光灯:荧光灯利用气体放电和荧光物质发光的原理来产生光。
荧光灯的发光效率比白炽灯高,寿命较长,但启动时需要较高的电压。
4.气体放电灯:气体放电灯包括氮化物激光器、氖灯、氙灯等。
气体放电灯的光源是由气体放电激发而产生的,具有高亮度、长寿命等特点。
5.激光:激光光源是通过激光器产生的,其原理是受激辐射。
激光具有单一波长、方向性好、能量密度高等特点,被广泛应用于医疗、通讯、材料加工等领域。
除了以上介绍的典型人工光源,还有许多其他的人工光源,如投影仪灯泡、车灯、草坪灯等。
这些光源的产生原理、特点和应用领域各有不同。
总结起来,光源是产生光的物体或装置,可分为自然光源和人工光源两大类。
自然光源主要包括太阳、月亮和星辰,而人工光源则广泛应用于生产、生活和科学研究等领域。
不同类型的人工光源具有不同的发光原理、特点和应用领域,但它们共同的目的是为人类提供光的能量和信息。
科学 光源知识点

科学光源知识点一、光源的概念与分类光源是指能够发出可见光的物体或装置。
在科学研究及实际应用中,我们常常需要了解光源的性质和分类。
根据光源的工作原理和特点,可以将光源分为自然光源和人工光源两大类。
1. 自然光源自然光源是指自然界中产生的光源,如太阳、星星等。
太阳是地球上最重要的自然光源,它不仅提供了光线,还包括了广泛的电磁辐射,如紫外线、红外线等。
2. 人工光源人工光源是指由人类创造或加工的光源。
根据工作原理和应用领域的不同,人工光源可以分为发光二极管(LED)、荧光灯、激光等几种类型。
a. 发光二极管(LED)发光二极管是一种能够将电能直接转化为可见光的半导体器件。
相较于传统的白炽灯泡,LED具有更高的能效、更长的使用寿命和更好的环境适应性,成为现代照明的主要光源。
b. 荧光灯荧光灯是一种利用荧光物质发光的光源。
它通过电流激发荧光粉产生紫外线,再通过荧光粉的荧光效应转化为可见光。
荧光灯具有高效节能和长寿命的特点,广泛应用于室内照明和商业照明等领域。
c. 激光激光是一种具有高度一致性和高亮度的光源。
它通过受激辐射的过程产生的相干光,具有独特的光学特性。
激光在科学研究、医疗治疗、激光打印等领域有着广泛的应用。
二、光源的特性与性能参数了解光源的特性与性能参数,可以帮助我们选择合适的光源并了解其适用范围。
1. 光度与亮度光度是指光源辐射的总能量,通常以流明(lm)为单位来表示。
而亮度则是指单位面积上的光度,以坎德拉(cd/m²)为单位表示。
一个光源的亮度决定了它在空间中的可见性。
2. 色温与光色色温是指光源发出的光线的颜色,常用开尔文(K)来表示。
光源的色温可以分为暖色光和冷色光两种类型。
暖色光的色温较低,光线偏黄,适合用于热情、温馨的环境;冷色光的色温较高,光线偏蓝,适合用于清爽、明亮的环境。
3. 色彩再现性色彩再现性是指光源对不同颜色的物体反射光的再现能力。
常见的光源中,LED的色彩再现性较好,能够较准确地还原物体的真实颜色。
光源知识

传统光源1、光源的发展历史照明的最佳光源是太阳光。
太阳以可见的光谱提供光线,千百年来,人们的眼睛已经熟悉了这种光谱。
人类社会自钻木取火以来,经历了制造和使用动物油灯、植物油灯、煤油灯到白炽灯、日光灯、LED的漫长历史过程,可谓“一步一个脚印”。
照明灯具是一种历史、是一种独特的文化,她蕴含人类的文明发展史,凝聚着人类深厚的文化积淀和文化底蕴。
照明大事记—1879 爱迪生发明电灯—1959 卤素灯问世—1961 高压钠灯问世—1962 金属卤化物灯—1969 第一盏LED灯(红色)—1976 绿色LED灯—1983 荧光灯问世—1993 蓝色LED灯—1999 白色LED灯—2000 LED应用于室内照明1、光源的种类(1)自然光源自然光即是太阳光源。
它不仅是室外摄影常用的主要光源,也是室内摄影的重要光源。
自然光源是变化的光源,不同的季节、日期、时辰其光源的强度和照射角度都不相同。
所以对照片的感光、造型以及影调和色彩还原随时起着变化。
根据光的照射情况,又可分为直射光和漫射光。
直射光是太阳直接照射到物体上的光线,它的强度很高。
当侧射或逆射时,物体的受光面积十分明亮,在背光面有深暗的阴影和明显的投影,这种光线有利于表现景物的空间感、立体感和增强造型效果。
另一方面,影纹的阶调差距也大,但只要感光和显影适当,仍然可以获得影像清晰,层次丰富,反差恰当的照片。
所以直射光是自然光摄影的理想光源。
漫射光也叫散射光,是太阳透过大气、云雾射来的散漫光线。
其强度低,没有明朗的射线,物体上缺少明暗反差,没有投影。
常用来拍摄标本、模型等。
(2)人造光源即是灯光光源,人造光源大多在自然光照度很低和夜晚摄影时使用,或在强烈的阳光下补充阴暗部分的感光。
人工光源的最大优点是可以随意控制光源的强度,根据创作目的任意调节光比,调节光的性质和光源的位臵。
人工光源的种类繁多,发光强度不等,色温不同。
常用的有白炽灯、碘钨灯和闪光灯。
白炽灯是采用全磨砂乳白色或内涂白色玻璃壳,具有寿命长,耗电少,是人造光摄影必不可少的主要照明灯具,有功率大,光效高的特点,也是大场面的照明及彩色摄影中作强光照明的主要灯具。
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光源一、常见光源分类、特征及应用二、主要光源介绍实质上,使用效率最高的光源是低压钠灯,由于它发射单色的黄色光,因此几乎没有显色性能。
与之相对照,白炽灯及卤钨灯有极好的显色性能,但是其发光效率很低。
1、白炽灯有较宽的工作电压范围,从电池提供的几伏电压到市电电压,价格低廉,不需要附加电路。
其主要应用是家庭照明及需要密集的低工作电压灯的地方,如手电筒、控制台照明等。
仅有10%的输入能量转化为可见光能,典型的寿命从几十小时到几千小时不等。
使用通电的方式加热玻璃泡壳内的灯丝,导致灯丝产生热辐射而发光的光源,灯头是白炽灯电连接和机械连接部分,按形式和用途主要可分为螺口式灯头,聚焦灯头及特种灯头。
在普通白炽灯中,最常用的螺口式灯头为E14、E27;最常用的插口灯头为B15、B22。
常用于住宅基本照明及装饰照明,具有安装容易,立即启动,成本低廉等优点。
主要部件:灯丝、支架、泡壳、填充气体、灯架。
2、卤钨灯同额定功率相同的无卤素白炽灯相比,卤钨灯的体积要小得多,并允许充入高气压的较重气体(较昂贵),这些改变可延长寿命或提高光效。
同样,卤钨灯也可直接接电源工作而不需控制电路。
卤钨灯广泛用于机动车照明、投射系统统、特种聚光灯、低价泛光照明、舞台及演播室照明及其他需要在紧凑、方便、性能良好上超过非卤素白炽灯的场合。
3、荧光灯主导商业和工业照明。
通过设计的革新、荧光粉的发展,及电子控制线路的应用,荧光灯的性能不断提高。
带一体化电路的紧凑型荧光灯的引入拓宽了荧光灯的应用,包括家居的应用,这种灯替代白炽灯,将节能75%,寿命提高8~10倍。
一般情况下,所有气体放电灯都需要某种形式的控制电路才能工作。
荧光灯的性能主要取决于灯管的几何尺寸即长度和直径,填充气体的种类和压器,涂敷荧光灯粉及制造工艺。
现在我们常用的荧光灯主要分以下三类:1)直管灯:一般使用的有T5、T8、T12,常用于办公室,商场、主宅等一般公用建筑,具有可选光色多,可达到高照度兼顾经济性等优点。
“T”表示灯管直径一个“T”表示1/8英寸T5管直径15mm T8管直径25 mm T12管直径38 mm荧光灯都可调配出3000K 3500K 4000K 6500K四种标准“白色”。
2)高流明单端荧光灯高流明单端荧光灯又称为是为高级商业照明中代替直管荧光灯设计。
这种灯管与直管型灯管相比,主要的优点有:结构紧凑、流明维护系数高,还有它这种单端的设计使得灯具中的布线简单的多。
3)凑型荧光灯(CFLS)紧凑型荧光灯又称为节能灯,使用直径9-16 mm细管弯曲或拼接成(U型、H型、螺旋型等),缩短了放电的线型长度。
它的光效为白炽灯的五倍,寿命约8000—10000小时,常用于局部照明和紧急照明。
一般分为两类:A、带镇流器一体化紧凑型荧光灯这种灯自带镇流器、启辉器等全套控制电路;并装有爱迪生螺旋灯头或插式灯头。
可用于使用普通白炽灯泡的场所,具有体积小,寿命长,效率高,省电节能等优点,可用来取代白炽灯。
B、与灯具中电路分离的灯管(PLC)用于专门设计的灯具之中借助与灯具结合成一体的控制电路工作,灯头有两针和四针两种,两针灯头中含有启辉器和射频干扰(RFI)抑制电容,四针无任何电器组件。
一般四针PLC光源使用于高频的电子镇流器中。
常用于局部照明和紧急照明。
荧光灯控制电路(镇流器)可分为:电感式、电子式。
电感式镇流器的特点是功率因素低,有频闪效应,自身重量大,但寿命长,坚固耐用,成本低;电子式镇流器的特点是功率因素高,无频闪,重量轻。
随着技术的发展进步,低成本、长寿命的电子镇流器将逐步取代传统的电感镇流器。
4、低压钠灯光效最高,但仅辐射单色黄光,这种灯照明情况下不可能分辨各种颜色的。
主要应用是:道路照明,安全照明及类似场合下的室外应用。
其光效是荧光灯的2倍,卤钨灯的10倍。
与荧光灯相比,低压钠灯放电管是长管形的,通常弯成“U”型,把放电管放在抽成真空的夹层外玻壳内,其夹层外玻壳上涂有红外反射层以达到节能和提高最大光效的目的。
5、高强度气体放电灯(HID)这类灯都是高气压放电灯,特点是都有短的高亮度的弧形放电管,通常放电管外面有某种形状的玻璃或石英外壳,外壳是透明或磨砂的,或涂一层荧光粉以增加红色辐射。
分为:高压汞灯(HPMV):最简单的高强度气体放电灯,放电发生在石英管内的汞蒸气中,放电管通常安装在涂有荧光粉的外玻璃壳内。
高压汞灯仅有中等的光效及显色性,因此主要应用于室外照明及某些工矿企业的室内照明。
高压钠灯(HPS):需要用陶瓷弧光管,使它能承受超过1000℃的有腐蚀性的钠蒸气的侵蚀。
陶瓷管安装在玻璃或石英泡内,使它与空气隔离。
在所有高强度气体放电灯中,高压钠灯的光效最高,并且有很长的寿命(24000小时),因此它是市中心、停车场、工厂厂房照明的理想光源。
在这些场合,中等的显色性就能满足需要。
显色性增强型及白光型高压钠灯也可用,但这是以降低光效为代价的。
金属卤化物灯(M-H):是高强度气体放电灯中最复杂的,这种灯的光辐射是通过激发金属原子产生的,通常包括几种金属元素。
金属元素是以金属卤化物的形式引入的,能发出具有很好显色性的白光。
放电管由石英或陶瓷制成,与高压钠灯相似,放电管装在玻璃泡壳或长管形石英外壳内。
广泛应用在需要高发光效率、高品质白光的所有场合。
典型应用包括上射照明、下射照明、泛光照明和聚光照明。
紧凑型金属卤化物灯在需要精确控光的场合尤其适宜。
6、感应灯刚出现不久的无极气体放电灯。
所需要的能量是通过高频场耦合到放电中的,变压器的次级线圈就能产生有效的放电。
从形式看来,感应灯是紧凑型荧光灯的另一种形式,但高压部分也许不同。
这种灯不局限于长管形(如荧光灯管),同时还能瞬时发光。
工作频率在几个兆赫之内,并且需要特殊的驱动和控制灯燃点的电子线路装置。
7、场致发光照明包括多种类型的发光面板和发光二极管,主要应用于标志牌及指示器,高亮度发光二极管可用于汽车尾灯及自行车闪烁尾灯,具有低电流消耗的优点。
二、发光原理1、白炽灯太阳发光是因为表面温度接近6000K,所有固体、液体及气体如达到足够高的温度,都会产生可见光。
白炽灯中的固体钨在大约3000K时的炽热就是我们常见的光源。
白炽体的重要特性:辐射的色表随着辐射体的温度的升高从暗红、经过桔黄、发白,最后到炽蓝。
色温也随着辐射体的温度升高而提高。
白炽灯之所以使用钨做灯丝材料是因为钨在高温下的低蒸气速率以及可以被抽成细丝等其他性质。
电流在金属导线中流过时会有一定的消耗,当输入功率与辐射功率及其他功率损失的总和精确平衡时,就达到了一个稳定态。
影响一些光源寿命的因素,主要原因是由于钨灯丝的蒸发损失,主要是热点和填充气体。
2、卤钨灯维恩位移定律表明:温度越高光效越高。
如钨丝表面在3200K时的光效(每一瓦电力所发出的光量,其数值越高表示光源的效率愈高)为36 lm.W-1,而在2800K 时为22 lm.W-1。
如果在高压下使用一种低热导气体,如氪,使蒸发受到抑制,就可以使用较高的灯丝温度。
要安全承受这种高压,就需要一种小而结实的灯泡。
非常小量的卤素,如各种形式的碘、溴,可以用来与到达灯泡壳壁的钨起反应,确保泡壳的干净。
通过这种手段制造出灯丝温度达到3450K的灯泡,同时也改进了光效。
如果没有充入卤素,这种灯泡会在几小时内变黑。
改善钨丝灯的方法是只允许可见辐射出射。
如果红外辐射被反射回来并被灯丝吸收,则维护灯丝温度的功率就可以减小。
商业化实现方法:发明制造低费用、低损耗、高质量的红外反射膜,我们也可称之为红外反射滤光器。
3、气体放电放电通常比白炽灯更有效,这是由于其辐射来自高于固体灯丝能达到的温度区域。
放电是比钨更有选择的发射体(可移向可见区或者紫外区而远离红外辐射区),因此在红外辐射区有更少的能量浪费。
放电形成等离子体,它是离子、电子形成的混合体,平均呈电中性。
一般必须有与等离子体的电子连接,通常是电极,但无电极连接也是可能的。
1)带电极的气体放电气体放电示意图:空心圆表示可被电离和形成等离子体的气体原子。
当带有正电荷的粒子在电场作用下定向位移时,就形成了放电电流。
阴极必须能发射出足够多的电子,以维持电流的持续,而阳极则接收电流。
图中的电阻是直流放电时起限制电流作用的镇流器。
圆中有*符号的表示是被高能电子激发的原子,他们会产生辐射。
当一个足够大的电场加在气体上,气体被击穿而导电。
最熟悉的例子是闪电。
产生击穿是由于自然界中总有数量很小的、由宇宙射线或者自然放射所产生的以电子-离子对形式存在的电离。
外加的电场使电子加速(离子相对是静止的),一部分可能获得足够能量从而电离气体原子。
当施加足够大的电场时,电离的速率可能超过离子与电子复合的损失速率;那么放电电流就会迅速增长。
电荷携带者的产生率比电流增长得更迅速。
结果是放电电压将随着电流的上升而下降。
电流限制通过镇流器来实现,以阻止电流上涨到使保险丝熔断或者一些别的破坏性结果的产生。
为了维持放电电流,在阳极返回外部电路的电子必须被从阴极发射的电子代替。
阴极是典型的钨丝结构(卷状或者穗状)。
来自放电过程的离子轰击阴极使之加热。
电子能够逃离阴极的可能几率指数地依赖于它的温度以及表面的障碍因素。
放电通常工作在交流电网频率条件下。
高频电子镇流器能提供一些好处,对于荧光灯来说,在20KHZ或者更高频处的工作实质上减少了电极损失,并且消除了某些用户需要的光输出调制。
在更高频率下,制造完全省却电极的无极灯是可能的。
现在有三种电感耦合放电。
通常由几兆赫驱动的一个线圈构成变压器的初级,次级由环状的等离子体形成,因此脱离了荧光灯的长而细的几何形状,允许与熟悉的灯泡相似的高效灯的产生。
没有了电极,理论上放电中就没有什么寿命限制,导致灯出现问题的原因可能是镇流器中电子元器件损坏或者荧光粉因为时间长而失效,所以其经济寿命可能短于真实寿命。
4、低压放电用在照明中的低压放电中的金属主要是汞和钠;氖放电用于指示灯和警告灯。
低压放电的大部分长度被一个很均匀的称为正柱区的等离子体占有。
在荧光灯和低压钠灯中,这是产生高效辐射的区域。
在荧光灯中包含的汞蒸气气压约为6*10-3Torr(0.8Pa),稀有气体如氩的典型气压为2 Torr(266Pa)。
荧光灯(低压钠灯)工作需要一个最佳汞气压(钠气压),而且荧光灯要细且长。
为了使荧光灯工作稳定,灯的电压必须是100V,长度必须约为1M。
在紧凑型灯中使用的窄管具有更高的电场,放电长度更短,管子必须折叠起来以获得必要的灯长度。
在无极灯中,加在灯电压上的约束不再适用。
这就是为什么无极灯可以制成类似于白炽灯的形状的原因。
惰性气体(氖、氩、氪或是它们的混合气体)在放电过程中起着非常重要的作用。
5、高压放电低气压放电中的气压升高,气体被加热,最后处在一个大气压范围内,气体温度仅比电子温度(主要在4000K~6000K的范围)低几K,要维持如此高的气体温度,则必然存在温度梯度,中心区域变热。