点亮黑暗 灯泡为啥用钨丝来制作



中国有车胤囊萤夜读的传说,萤火虫的尾部具有一个能够发光的器官,含有荧光素和荧光酶。荧光素是产生光能的来源,而荧光酶是催化剂。萤火虫的发光可以称为一种“冷光”。



电灯可以说是室内照明非常重要的发明,改变了人们依靠油灯或蜡烛照亮黑暗的方式,发明电灯经过了一段曲折的过程。最初制造的灯泡使用寿命很短,主要是灯丝容易烧断。电灯的灯丝温度非常高,可达到2300至3000摄氏度。一般金属在这个温度下就会熔化。经过了许多试验,最后才选择熔点最高的金属钨来制造灯丝。




钨是一种金属,它最大的特点就是熔点高,密度大,硬度也高;当电流通过钨丝时,会产生大量的热能,这些热能积聚在一起,温度高达三千多度,并不会导致钨丝燃烧断裂。把钨添加进铁里头,可以做成钨钢。钨的密度很大。是铁的2倍还多。所以钨钢又硬又重,砸起来的威力也特别大。




钨元素还可以制成碳化钨合金,这种合金的硬度接近金刚石,常用于制作切割工具,削铁如泥这个成语,听起来有些夸张,但是碳化钨就可以做得到,是一种非常强硬的金属。




我们在烧烤店看到炭火,会注意到原本黑色的木炭被烧得通红。制造玻璃杯时,工厂需要将玻璃加热至发红状态,然后才能进行塑造。白炽灯的点亮原理与烧木炭的过程相似,只要将东西加热到高温,就会发出红光。




电流通过钨丝时产生热量,螺旋状的灯丝不断将热量聚集,使得灯丝的温度达2500°左右,处于白炽状态的灯丝就象烧红了的铁一样发出光亮。灯丝的温度越高,发出的光就越亮。


虽然钨具有较高熔点,仍不能使灯泡长久使用,钨在常温下不会与空气发生反应,但当温度升高后会发生氧化,变成三氧化钨,后来人们使灯泡内处于真空状态,钨丝不致氧化,灯泡的寿命便延长了。




大多数灯泡的形状都像鸭梨一样,当灯泡通电时,灯丝会发热,导致钨丝升华并在灯泡内壁上凝结成黑色微粒。随着时间的推移,灯泡会变黑,亮度下降,影响照明效果。将其做成鸭梨状,这样钨丝升华的黑色微粒大部分会被气体卷到灯泡顶部,并在颈部细口处沉积下来。黑色微粒对灯泡内壁的影响就减轻了,这样保持了较好的照明效果。




电灯给人们带来了光明,手电筒也是夜间照明的工具,从俄国移民到美国工作的康拉德·休伯特有一天下班回家,看到朋友一盆奇特的花,花朵在黑夜里闪闪发光。他觉得很新奇,连忙向朋友询问花朵发光的原理。



原来花盆里装了一节电池和一个小灯泡,通电后花朵在灯光的映照下光彩夺目,他从中受到启发,于是休伯特开始研究。他把电池和灯泡固定在一起,并在电池周围加上一个外壳,制造了一个简单的便携式电灯。由于当时的电池储能能力有限,灯泡只能短暂地发出光亮。这就是最早的手电筒。




20世纪60年代后期,随着碱性电池的出现,手电筒的照明功能才算完美地体现出来。如今大部分手电筒的灯泡被发光二极管取代,寿命更长更省电。我们现在使用的是方便省电的节能灯,随着技术的进步,又出现了能够满足传统审美需求的LED节能灯等更多选择。










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