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从白炽灯人类告别黑暗到LED灯的登场看科技对人社会的贡献

已有 5548 次阅读 2010-6-10 11:27 |个人分类:未分类|系统分类:观点评述| LED, 节能灯, 社会进步, 白炽灯

       朋友,信许你还没有到上还世博会去参观,但你一定早已经在各中媒体中了解到了世博会就是世界最前沿科学和技术的展示会。LED灯的隆重登场你一定了解一二。现在日我们来回顾一下电灯的变化与进步。

1.白炽灯的发明让人类走向了“光明”的文明世界,但存在耗能太大问题。
        众所周知,白炽灯是爱迪生于十九世纪后半叶的一项重要发明,这个重要的发明使人类从此告别了黑暗,迎来了光明.从此人类走向的电灯时代,但是 电灯和其他电器等的使用也同时给我们赖以生存的地球透支了越来越多的能源世界又渐渐被生态问题、能源问题、二氧化碳问题等等所捆挠。白炽灯耗电,大家可曾知道,它大概只有不到十分之一的能量才变成了光能,其它都是热能白白的被浪费掉了。

2。有问题就有研究与改造。

      正是由于白炽灯的耗电太大,人们又以此为起点,想办法要用新的光源来替代白炽灯,节能灯就应运而生了。由于它相比而言便宜又好制作,所以就得到了大量的应用,目前已经开始逐步取代白炽灯了。同瓦数节能灯比白炽灯节能亮2。5倍以上。但是节能灯也带来了新的问题。

       我们知道,节能灯的两极也是普通的钨丝.钨丝通电发热后,能发射出电子.在灯管两侧加上比较高的电压,形成电场,这些电子就会在灯管里被加速,形成有一定速度和能量的电子流. 灯管是被抽成真空的,里面充有汞,就是我们称为的水银。在灯管通电发热的情况下,这些水银从液态蒸发就变成了气态.形成游离状态的汞原子。电子流中的电子以一定速度打在汞原子上,使汞原子受到激发,变成激发状态的电离子.称为发生了阶跃,激发状态的汞过了很短的时间就自发地回落到原来的状态,同时释放出紫外线光,紫外线光不能用来照明.于是我们在灯管的内壁涂了一些荧光物质,在紫外线光的轰击下,荧光物质受到激发以后,就能发出比较自然的光线, 可用于我们照明。
          据查:一支管径为36毫米的粗管径荧光灯含汞量在25~45毫克,一支管径为26毫米的细管径荧光灯含汞量为20毫克,一支管径为10毫米的紧凑型荧光灯含汞量为10毫克。汞在常温下呈液态,是一种易流动的银白色液态金属。汞在荧光灯管里作为气体放电介质而存在,不但提高了灯的光效,而且丰富了光源的种类。所以目前的节能灯光源都含有汞。由于汞的沸点很低,在常温下即可蒸发,废弃的荧光灯管破碎后,立即向周围散发汞蒸气,瞬时可使周围空气中的汞浓度达到每立方米10~20毫克,国家规定的汞在空气中的最高允许浓度为每立方米0.01毫克。它还可以随着空气而流动.一旦进入人体的汞超过某一阈值,就会破坏人的中枢神经系统,造成对身体的极大危害。汞进入人体后很难被排除。虽然,含汞照明灯在使用过程中一般没有什么污染,污染主要是报废后电光源被随意丢弃,破裂造成汞扩散到空气中,危害人体健康,污染环境。由于回收困难和回收价值太低,加之它还有许多的其它弊病,所以唯一的办法就是淘汰它。

3。随着科技的进步,LED灯具从世博会开始将很快会登上“光明”世界。

 既然上面提到的两种灯都存在不足,人们自然必然要寻找新的光源,世博上大面积登场的LED灯就是一种新的光源趋势。LED的登场当然也是物理学发现的结果。50 年前人们了解半导体材料可产生光线的基本知识,随后就有了应用用的开发。第一个商用二极管产生于 1960 年。 LED 是英文 light emitting diode (发光二极管)的缩写,它的基本结构是一块电致发光的半导体材料,置于一个有引线的架子上,然后四周用环氧树脂密封,起到保护内部芯线的作用,所以 LED 的抗震性能好。发光二极管的核心部分是由 p 型半导体和 n 型半导体组成的晶片,在 p 型半导体和 n 型半导体之间有一个过渡层,称为 p-n 结。在某些半导体材料的 PN 结中,注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来,从而把电能直接转换为光能。 PN 结加反向电压,少数载流子难以注入,故不发光。这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管,通称 LED 。 当它处于正向工作状态时(即两端加上正向电压),电流从 LED 阳极流向阴极时,半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线,光的强弱与电流有关。

      LED灯具具有我们所需要的多种特点和优点: 1。节能. 白光LED的能耗仅为白炽灯的1/10,节能灯的1/4。
2。长寿. 寿命可达10万小时以上,对普通家庭照明可谓“一劳永逸”。3。可以工作在高速状态.节能灯如果频繁的启动或关断灯丝就会发黑很快的坏掉。
4。固态封装,属于冷光源类型。所以它很方便运输和安装,可以被装置在任何微型和封闭的设备中,不怕振动,基本上用不着考虑散热。5,LED灯具技术正日新月异的在进步,它的发光效率正在取得惊人的突破,价格也在不断的降低。一个白光LED灯具进入家庭的时代正在迅速到来。6,环保,没有汞的有害物质。LED灯的组装部件可以非常容易的拆装,不用厂家回收都可以通过其它人回收。
     显然,只要LED灯具的成本随led技术的不断提高而降低。节能灯及白炽灯必然会被LED灯具所取代。目前国家越来越重视照明节能及环保问题,已经在大力推行使用LED灯具了。特别是政府改造路灯项目首先就是LED路灯,就指明得用LED路灯可见LED灯具替代节能灯、白炽灯的势头,我们期待着LED灯走进千家万户时代这一天早日到来。

 



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