发光与照明----人类照明发展史概要.ppt

第七章 发光与照明 王章翠 本章内容概括 第一部分 人类照明的发展史 第二部分 人造光源的分类及应用 第三部分 现代照明技术的发展趋势 第一部分 人类照明的发展史 原始文明社会----太阳光、月光，钻木取火、篝火（第一代照明历经了30000年创造了原始文明） 中世纪文明-------各种油灯、蜡烛（第二代照明历经了3000年创造了中世纪文明） 17世纪末至20世纪五十年代--------电气照明、白炽灯、荧光灯 20世纪六十年代初至今---------节能LED照明技术 原始灯火-----（太阳-火堆-松明-油脂点火-磨擦起火） 在原始社会里人们在白天靠着自然光源------太阳，而到晚上却什么也看不 清，他们经过一天天的努力，终于找到了一点人造光源供他们照亮。人造光 源有一段漫长的历史。自从人类发现火以后，穴居的原始人就用火把照亮。 原始人发明用火，是经历了艰苦缓慢的实践和认识过程的。 我们的祖先起初是并不喜欢火的。那时候，火对人类总是板着一副凶狠的脸 孔：大火燃起，烈焰冲天，浓烟蔽日，所到之处，一片焦土。火的破坏性使 原始人望而生畏，遇到大火就惊恐万状，逃之夭夭。次又一次的实践，改变 着原始人对火的认识，他们慢慢地由怕火而变成爱火。当大火再一次袭来的 时候，他们不再一跑了之，而是果敢地小心翼翼地把一些还在燃烧的树枝拿 回来，并且不断地给它添加新的树枝——精心地“喂养”起来。于是，由几根树枝架 起的一堆篝火终于燃烧起来了。当人类第一次围在篝火旁度过一个欢乐的夜晚的时 候，该是一幅多么动人的场景啊！他们兴高采烈，欢呼庆贺，甚至惊喜若狂。啊，他 们终于用自己的劳动战胜了黑暗，赢得了光明！火堆，这是人类创造的第一盏 “灯”，这是人类掌握的第一种人工光源。 中世纪照明---煤气灯 萤火虫发光原理 萤火虫的发光，简单来说，是荧光素（luciferin）在催化下发生的一连串复杂生化反应；而光即是这个过程中所释放的能量。 而萤火虫的发光器会发光，起始于传至发光细胞的神经冲动，使得原本处于抑制状态的荧光素被解除抑制。而萤火虫的发光细胞内有一种含磷的化学物质，称为荧光素，在荧光素的催化下氧化，伴随产生的能量便以光的形式释出。由于反应所产生的大部分能量都用来发光，只有2~10%的能量转为热能，所以当萤火虫停在我们的手上时，我们不会被萤火虫的光给烫到，所以有些人称萤火虫发出来的光为“冷光”。 灯泡的发展史 灯泡的发展史 1925年，日本的不破橘三发明了内壁磨砂灯泡。 1932年，日本的三浦顺一发明了双螺旋钨丝灯泡。 灯泡的使用使大千世界变得更光彩夺目，绚丽多姿。 20世纪60年代初------随着技术的发展，半导体技术在照明领域掀起了一场新的革命 。 而第三代半导体材料氮化镓的突破和蓝、绿、白光LED的问世，半导体照明工具有望替代传统白炽灯、日光灯、卤素灯的主导地位，成为广泛应用的节能环保-------奠基了当代 照明技术！ 第二部分 人造光源的分类及应用 电光源按发光原理大体可分为： 1、热辐射光源， 如:白炽灯，卤素光源 2、气体放电光源，如：节能灯，金卤灯 3、固体发光光源，如：发光二极管 第一种 热辐射光源 热辐射光源是一种非相干的光源，是发光物体在热平衡状态下，使热能转变为光能的光源，如白炽灯，卤钨灯等。一切炽热的光源都属于热辐射光源。包括太阳，黑体辐射等，其特点是产生连续的光谱。 白炽灯的构造及工作原理 什么是白炽状态？ 白炽状态物体温度达到1700℃以上就发白光，这种状态叫白炽状态.白炽灯（这与日光灯原理不同）是利用电流的热效应制成的.当电流通过灯丝时，灯丝热到白炽状态,就发出很亮的光，可以供我们照明。灯丝的温度越高，发出的光就越亮。 各种常见的白炽灯 卤钨灯的发光原理及应用 卤钨灯是在白炽灯的基础上在灯内添加碘、溴等卤素，使挥发的钨能重新回到灯丝上。这样，灯丝的温度就可以比白炽灯高，光效也就更高，一般为15~35lm/W，寿命也比白炽灯长。一般来说寿命可超过1000小时。卤钨灯小而结实，配光容易，在寿命期的光通维持率高，几乎可达100%。 应用范围： 大功率的卤钨灯可以用于车场、工场、建筑工地等处进行照明，小功率的卤钨灯可以用作商店、展厅等处的室内照明。 它们一般用于以下灯具 第二种 气体放电光源 气体放电灯发光原理 放电发光的基本过程分 3个阶段：①放电灯接入工作电路后产生稳定的自持放电，由阴极发射的电子被外电场加速，电能转化为自由电子的动能;②快速运动的电子与气体原子碰撞,气体原子被激发,自由电子的动能又转化为气体原子的内能;③受激气体原子