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荧光灯的工作原理


  荧光灯是电灯发展史上的一个重要成员,传统型荧光灯即低压汞灯,是利用低气压的汞蒸气通电后释放紫外线,从而使荧光粉发出可见光的原理发光,因此它属于低气压弧光放电光源。1974年,荷兰飞利浦首先研制成功了将能够发出人眼敏感的红、绿、蓝三色光的荧光粉。三基色(又称三原色)荧光粉的开发与应用是荧光灯发展史上的一个重要里程碑。
  传统型荧光灯内装有两个灯丝,灯丝上涂有电子发射材料三元碳酸盐(碳酸钡、碳酸锶和碳酸钙),俗称电子粉。在交流电压作用下,灯丝交替地作为阴极和阳极,灯管内壁涂有荧光粉,管内充有400Pa-500Pa压力的氩气和少量的汞。通电后,液态汞蒸发成压力为0.8Pa的汞蒸气,在电场作用下,汞原子不断从原始状态被激发成激发态,继而自发跃迁到基态,并辐射出波长253.7nm和185nm的紫外线(主峰值波长是253.7nm,约占全部辐射能的70-80%;次峰值波长是185nm,约占全部辐射能的10%),以释放多余的能量。荧光粉吸收紫外线的辐射能后发出可见光。
  荧光粉不同,发出的光线也不同,这就是荧光灯可做成白色和各种彩色的缘由。由于荧光灯所消耗的电能大部分用于产生紫外线,因此,荧光灯的发光效率远比白炽灯和卤钨灯高,是目前节能的电光源。荧光灯管中是压力约为0.8Pa的汞蒸汽,在电场作用下放电,在放电过程中,汞原子的价电子不断地从原始状态被激发成激发态,同时由激发态自发的返回到基态,将价电子的电能转化为电磁辐射能,并辐射出253.7nm的紫外线(另外还约有10%的85nm的短波紫外线)。载波管内壁上的荧光粉吸收253.7nm的紫外线,把它转化为可见光。
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