日光燈的內部成分 - 社會議題

By Zenobia
at 2006-06-11T00:00

Table of Contents

今天的剛才......我媽不小心把燈管摔到地上了..
就在清理玻璃殘骸的時候
我發現地板有一大堆的白色粉末..不知道是什麼
不是碎掉的玻璃啦，是粉狀的白色東西！
請各位大大指導一下..感激唷..

Tags: 社會議題

All Comments

By Daniel
at 2006-06-12T23:03

一大堆的白色粉末........不知道是什麼？白色粉末就是塗在燈管內的螢光粉膜吶！ps.因日光燈內有多種有害氣體及螢光粉膜，所以請勿將壽終或不良之日光燈管敲破，請完整的交由資源回收車回收以免造成環境污染。

By Bennie
at 2006-06-14T21:37

盧回答得不錯佩服

By Kelly
at 2006-06-14T12:23

日光燈的發光原理是利用氣體放電的原理，藉由管內的電子加速運動，經由密閉在管內的氣體而產生紫外線，透過玻璃管上塗佈的螢光粉而發光。在密閉的日光燈管中，需要有水銀的存在，形成微量的水銀蒸汽，協助氣體放電的工作進行。
日光燈以玻璃為主體，約佔整體構造成分的85％、金屬佔15％。其中玻璃部份含有螢光粉，又不易腐化，將對於環境有直接的傷害；更重要的是，在密閉燈管內中含有水銀成分（每支燈管約12毫克），如果任意洩漏在環境中，將會持續累積，透過食物鏈間接回到人體，將造成嚴重的環境污染。
日光燈的物理
我們如何看見光與分辨顏色的？
談論發光體之前，請先瞭解我們的眼睛是如何看見光與分辨顏色的？
不同的光源會產生不同波長的光。
如果不清楚我們的眼睛如何區分不同波長的光？請先看彩色的世界
由於太陽光會同時刺激我們眼睛中三類對顏色敏感的細胞，
因此感覺起來太陽光是『白』光。
因此『白』光光源也要能夠對眼睛模擬相同的刺激。
發出白熱光的（鎢絲）電燈雖然也能產出各種不同波長的光。
但是由於鎢絲的溫度無法達到像太陽表面一樣 5800℃ 的高溫，
因此輻射出的眼睛所感受到電磁波波譜部份長波長的紅光比較強烈。
事實上，有絕大多數的電磁波更是分佈在人眼睛所感受不到的
紅外光區段。 ---- 也就是我們皮膚能感受到的電燈的『熱』輻射。
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關於日光燈我們先將主題分為三方面：
1. 日光燈如何將電能轉化為光（能）。
2. 日光燈所串接的『安定器(ballast)』是提供什麼作用？
3. 日光燈是如何啟動的？
關於前兩個主題，對於所有的日光燈都是相同的。
第三主題則因日光燈的種類而有所不同。當然共同的內容部份先談。
日光燈管簡單的說是個密閉的氣體放電管。
管內主要氣體為氬(argon)氣(另包含氖neon或氪krypton)氣壓約大氣的 0.3%。
另外包含幾滴水銀---形成微量的水銀蒸汽。
水銀原子約佔所有氣體原子的千分之一的比例。
藉由管內導通的電流(電子被加速），形成氣體放電狀態，而發出『光』。
日光燈管是靠著燈管的水銀原子藉由氣體放電的過程釋放出紫外光
（主要波長為 2537埃 = 2537*10-10 m）.
所消耗的電能約 60% 可以轉換為紫外光。其他的能量則轉換為熱能。
藉由燈管內表面的螢光物質吸收紫外光後釋放出可見光。
不同的螢光物質會發出不同的可見光。
一般紫外光轉換為可見光的效率約為 40%。
因此日光燈的效率約為 60% * 40% = 24%
--- 大約為相同功率鎢絲電燈的兩倍。
將連接電池兩端的導線靠近時，『啪』的一聲，火花與聲響出現了。
這是一種氣體放電的過程。
放電過程如果沒有控制好，那可是會出事的！為什麼呢？
日光管內在一開始尚未有自由電子時，是很不容易導通電流的。
藉由後面會介紹產生電子的方法產生電子後。
由於電極間降所形成的電場而加速電子。
當這些電子被加速後，會和氣體原子產生頻繁的碰撞。
由於電子的質量遠小於氣體原子的質量，
因此多數的碰撞過程中電子並沒有損失能量，只是一直改變運動方向。
在某些碰撞過程中，電子的能量足夠游離管內氣體的電子，產生新的電子及離子對。
這些被游離的電子及離子對繼續被加速，也就會繼續的游離，如此循環
則管內變成越來越容易導通電流，也就是說
管內的電阻會突然下降許多（內部形成電漿態）於是可以導通大量的電流。
甚至會導致燈管破裂 --- 如何控制是我們第二個主題內容。
當然游離的過程中，電子與離子對也會發生中和的現象（減少導通的離子）。
當產生離子的速率大於中和的速率時，放電過程才會發生。
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在少數與水銀氣體的碰撞過程中，會使得水銀原子吸收電子的部份動能。
而轉換成較不穩定的激發態，經由一連串的重新分佈能量，
藉由釋放出電磁波，而恢復為原來穩定的狀態。
詳細的過程, 牽涉到原子的結構以後再詳談。
總而言之：水銀原子吸收了電子的動能，而轉換為電磁波輻射出來。
當水銀回到最穩定狀態(Ground State)時, 釋放出波長為 2540埃的紫外光。
可是這些紫外光可是無法穿透日光燈管壁的。(穿透比例很少）
更別說眼睛細胞感受不到紫外光的『顏色』訊號。
*** 但是紫外光的能量卻足夠破壞你的細胞（可不是不受影響喔！）***
（隔著玻璃曬太陽，只能讓你流汗，可是曬不黑皮膚的,
想曬黑或怕被曬黑的人，知道該如何處理了吧！言歸正傳）
於是只好藉由燈管內壁的螢光物質--能夠吸收紫外光，
然後釋放出更長波長的可見光。當然也包含了部份的紅外光。
好奇怪喔！原本不透紫外光的管壁，塗上螢光物質後反而可以透光！
到底釋放出哪些波長，則由螢光物質的原子結構決定。
因此燈管內壁的混合了多種的螢光質，以便產生多種的可見光，
同時能夠刺激眼睛內三種感光的細胞。
混合的比例不同，也就產生『不同顏色』感受的日光燈光。
2006-06-15 23:01:55 補充：
謝謝你的誇獎唷^^你也不賴阿!!ㄒㄒ

日光燈的內部成分 - 社會議題

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