明天更光明：高频无极荧光灯的节能优势

明天更光明

时代的列车在飞奔，“不满足”是这一列车的轮子，载着人们滚滚向前！人类和黑夜进行了几十万年的斗争，近百年来取得了辉煌的胜利。特别是白炽灯出现以来，照明领域发生了翻天覆地的变化。白炽灯到20世纪初发展成钨丝白炽灯。而电弧灯到了20世纪发展成30年代的荧光灯，40年代的高压汞灯，50年代的氙灯，60年代的金属卤化物灯、高压钠灯，70年代的无极荧光灯等等，形成了庞大的照明工业，真是万紫无极荧光灯千红，争光斗艳。灯的性能也越来越好，光效从爱迪生第一只实用白炽灯的每瓦1．4流明，提高到高光效灯的每瓦140流明，整整提高100倍。灯的寿命从几小时提高到几十万小时。最亮的光源可以比太阳还亮（如激光），最大的放电灯长度在一、二米以上，功率几十万瓦；最小的白炽灯泡直径不到0．8毫米。

但是人们并不满足，还在不断努力、不断探索、不断前进！人们要使最少的电能发出最多的光能，要用最少的钱获得最好的灯，达到尽可能好的照明效果，要使照明灯的使用寿命越来越长。总之，人们还在努力寻找经济、长寿、方便和高光效的光源。

热辐射灯的特点是发连续光，使用方便；缺点是寿命短，光效低，大量电能变为热损失。充气或用卤钨循环原理制成的灯，光效虽有提高，人们还是不满足。继续改进的一条途径是提高热辐射灯的灯丝工作温度。例如氟钨循环就是一种方法，如能实现，可以稍稍提高工作温度，提高光效和寿命。另一条途径是找熔点更高的材料，这样的材料早就发现了，而且不止一种，但是有的加工性能差，有的容易蒸发，有的在高温下不稳定。比较好的是碳化钽，熔点达4150K，1963年已经克服加工困难，用来做白炽灯，工作温度达到3500～3600K，光效和光色均有改善。

还有一种想法是：既然白炽灯中有大量的热损失，其中大部分是红外辐射，能不能把红外辐射利用起来呢？从根本上讲，这种想法更富有创造精神，因为白炽灯中可见光能只占5%～6%，而红外辐射却占75%左右。如能利用起来，光效就不是10～20流明/瓦，而是100～200流明/瓦了。世界上点这么多的白炽灯，如能把光效提高10倍，90%的电能就可以省下来，这将是一项多么重大的改革啊！有没有人想过这小灯泡里的大事业呢？确实有人在想。提出来的一种方法是在白炽灯泡壁上涂上一层红外反射层，透过可见光，把红外线反射回去加热灯丝。另一种方法更妙，要找一种特殊材料，直接把红外辐射转化为可见光。对这两种方法都在做研究，也取得了一定的进展。气体放电灯是一种正在迅速发展、日趋成熟并在广泛使用的光源。它的特点是高光效、长寿命、花色品种繁多；主要缺点是使用不如白炽灯方便。这种灯也在不断改进和发展。现在，已经试验成功一种高频无极荧光灯，它兼有荧光灯和白炽灯的优点：光效高，寿命长，使用又方便。它的外形和100瓦的白炽灯泡一样，不过它有内外两层泡壳组成，泡壳之间抽真空，充入一定量的汞和氩，外层泡壳的内壁涂荧光粉。它和荧光灯、白炽灯都不一样的地方是没有灯丝。它的灯头上有一个高频电子组件，把220伏交流电变为高频电流，通过磁性线圈在灯泡内形成高频电磁场。在高频电磁场作用下，氩汞混合气体中产生高频放电，发出强烈的紫外线，然后荧光物质把紫外线转变为可见光。用无极荧光灯代替白炽灯，可以节省60%～70%电能。这种灯目前正从实验室走向工厂，是一种有前途的新型荧光灯。

同时，人们利用稀土铝酸盐荧光材料，制成了红、黄、蓝三基色荧光粉，可以制成光效和光色兼优的荧光灯。其他如高压钠灯和低压钠灯正在继续改进。一些金属卤化物的新灯也在继续发展，还在研究进一步提高气压、简化结构、改进工艺等方面的问题，以便使之更加实用。(www.xing528.com)

另外，人们还发明了一种利用放射性同位素激发荧光粉发光的灯，叫做原子灯。这种灯不用电源，可以自动发光，寿命达十几年，使用也比较方便可靠。不过，它还在发展阶段，不够完善。

为了寻找更理想的灯，人们还在研究怎样跳出白炽灯和气体放电灯的框框，作更大胆的设想，研制发光原理根本不同的新光源。

从能量利用的角度考虑，用电的光源并不理想。目前的电能大多是从燃料燃烧产生的。燃烧产生热来推动发电机，从化学能转化为机械能，然后发电机发电，再从机械能转化为电能，总的转换效率只有30%左右。电能再转变为光能，平均效率约10%。所以从化学能转化为光能的总效率才3%。能不能把化学能直接转化为光能呢？能，自然界给了我们种种启示。自然界中存在许多发光的动物，萤火虫就是其中的一种。

夏夜在农村里乘凉，经常会看到萤火虫慢慢地闪动着黄绿色的光。据说，古时候还有人把许多萤火虫捉来当灯。萤火虫发的光是由一种叫“荧光素”和一种叫“荧光酶”的物质和氧气产生化学反应时放出来的。经过研究，人们发现萤火虫发光的能量转换效率高达97%！我们现在用的光源距离这样的水平还远着哩。真是科学无止境啊！目前有人研究把镁氧化时的化学能转化为光能，制成镁光灯。在古老的照相馆里曾用过这种镁光作光源，淘汰了几十年后，人们又想到它了，据说现在这种灯的效率已可达到10%。

还有一种设想是利用世界上最大的能源——太阳。目前利用太阳能，主要是使它转变为热，例如太阳灶；或使它转变为电，如太阳能电池。是否可以用太阳来照明呢？白天利用太阳比较方便，建筑物采光性能好，就可以直接利用太阳光。采光不好的，也有可能通过高效的光学装置把阳光引入室内，国外已经有人在做这方面的实验。晚上呢？目前还没有太好的办法。是否可以大胆地设想，将来会发明一种蓄光系统，将白天的阳光储存起来，到夜间放出来供人们使用呢？应该是可以的。从某种意义上讲，整个科学技术史就是由大胆设想、刻苦钻研和辛勤劳动构成的和谐而美妙的乐章。大胆设想、刻苦钻研和辛勤劳动将为科学技术发展带来美好的未来，也将使未来的灯更加光辉灿烂！