卤素灯泡工作的科学原理是什么

　　卤素灯是很多人都在使用的灯泡，但是有很多的人都不知道卤素灯泡的一些原理。下面是百分网小编为你精心推荐的卤素灯泡工作的科学原理，希望对您有所帮助。

　　卤素灯泡工作科学原理

　　卤素灯泡，简称为卤素泡或者卤素灯，又称为钨卤灯泡、石英灯泡，是白炽灯的一个变种。

　　白炽灯发光原理所有白炽灯的发光原理都是利用物体受热发光原理和热辐射原理而实现的，最简单的白炽灯就是给灯丝导通足够的电流，灯丝发热至白炽状态，就会发出光亮，但这种白炽灯的寿命会相当相当的短。目前我们见到的白炽灯之所以采用了以下各种技术，其目的都在于使得白炽灯具有更长的寿命和使用起来更加方便：真空玻璃管(减少灯丝氧化程度)、灯脚(便于你将灯泡插在灯座上)、填充惰性气体(减少灯丝在高温下的氧化程度)等等。

　　卤素灯泡的基本原理

　　循环

　　卤钨循环的过程是这样的：在适当的温度条件下，从灯丝蒸发出来的钨在泡壁区域内与卤素物质反应，形成挥发性的卤钨化合物。由于泡壁温度足够高(250℃)，卤钨化合物呈气态，当卤钨化合物扩散到较热的灯丝周围区域时又分化为卤素和钨。释放出来的钨部分回到灯丝上，而卤素继续参与循环过程。

　　氟，氯，溴，碘各种卤素都能产生钨的再生循环。它们之间的主要区别是发生循环反应所需的温度以及与灯内其他物质发生作用的程度有所不同大量生产各种溴钨灯和碘钨灯，某些灯中还部分采用氯作为循环剂。

　　发光

　　所有白炽灯的发光原理都是利用物体受热发光原理和热辐射原理而实现的，最简单的白炽灯就是给灯丝导通足够的电流，灯丝发热至白炽状态，就会发出光亮，但这种白炽灯的寿命会相当相当的'短。

　　我们见到的白炽灯之所以采用了以下各种技术，其目的都在于使得白炽灯具有更长的寿命和使用起来更加方便：真空玻璃管(减少灯丝氧化程度)、灯脚(便于你将灯泡插在灯座上)、填充惰性气体(减少灯丝在高温下的氧化程度)等等。

　　卤素灯泡与白炽灯的最大差别在于一点，就是卤素灯的玻璃外壳中充有一些卤族元素气体(通常是碘或溴)，其工作原理为：当灯丝发热时，钨原子被蒸发后向玻璃管壁方向移动，当接近玻璃管壁时，钨蒸气被冷却到大约800℃并和卤素原子结合在一起，形成卤化钨(碘化钨或溴化钨)。卤化钨向玻璃管中央继续移动，又重新回到被氧化的灯丝上，由于卤化钨是一种很不稳定的化合物，其遇热后又会重新分解成卤素蒸气和钨，这样钨又在灯丝上沉积下来，弥补被蒸发掉的部分。通过这种再生循环过程，灯丝的使用寿命不仅得到了大大延长(几乎是白炽灯的4倍)，同时由于灯丝可以工作在更高温度下，从而得到了更高的亮度，更高的色温和更高的发光效率。

　　卤素灯泡的优点和缺点

　　白炽灯具有很多的优点：简单、成本低廉、亮度容易调整和控制、显色性好(Ra=100)等等，但同时也存在着许多致命的缺点：如使用寿命短、发光效率低(仅有12%-18%可转化为光能，而其余部分都以热能的形式散失)、色温低(2700-3100K)。卤素灯泡则在保留上述优点的基础上大大改善了这些缺点。

　　卤素灯泡工作原理卤素灯泡与白炽灯的最大差别在于一点，就是卤素灯的玻璃外壳中充有一些卤族元素气体(通常是碘或溴)，其工作原理为：当灯丝发热时，钨原子被蒸发后向玻璃管壁方向移动，当接近玻璃管壁时，钨蒸气被冷却到大约800℃并和卤素原子结合在一起，形成卤化钨(碘化钨或溴化钨)。卤化钨向玻璃管中央继续移动，又重新回到被氧化的灯丝上，由于卤化钨是一种很不稳定的化合物，其遇热后又会重新分解成卤素蒸气和钨，这样钨又在灯丝上沉积下来，弥补被蒸发掉的部分。通过这种再生循环过程，灯丝的使用寿命不仅得到了大大延长(几乎是白炽灯的4倍)，同时由于灯丝可以工作在更高温度下，从而得到了更高的亮度，更高的色温和更高的发光效率。

　　石英玻璃和紫外线由于卤素灯泡需要工作在更高的温度下，普通玻璃外壳在此温度下会熔化并产生流动，由于具有极低的热膨胀系数，所以熔凝石英玻璃(英文：Fused quartz)代替普通玻璃应用在了卤素灯泡中，由于普通玻璃可以隔断紫外光，但石英玻璃不能，所以卤素灯泡会发射出具有紫外光波段的不可见光。事物的两面性在这里得到了充分的体现：一方面要对灯泡增加防护措施以减少紫外线的辐射，另一方面，我们也利用紫外灯来治疗某些皮肤疾病或在室内就可得到在阳光下暴晒才能得到的古铜色皮肤。基于石英玻璃的特性，如果玻璃管壁上沾染了油污(例如用手触摸灯泡的玻璃壳)，将导致上述再生循环过程不能良好完成，从而大大影响灯泡的寿命，需要用酒精进行清除。

　　卤素灯泡的安装方法

　　1).安装卤钨灯泡时，请将电源关掉，并利用塑料套保护灯泡玻璃壳清洁，不要用手触摸，如不慎触摸，请用酒精擦拭干净。

　　2).卤钨灯泡使用耐高温的石英玻璃制成，如沾到手或油污，将使石英玻璃失去光泽，变成白浊色而减低亮度，缩短寿命，甚至玻璃壳破裂。

　　3).卤钨灯泡点灯时，封口处的温度不可超过350度，否则会缩短卤钨灯泡的寿命，故卤钨灯具通风散热必须良好。

　　4).卤钨灯泡点灯时，避免冷气直接吹向灯泡。

　　5).卤钨灯泡点灯中，避免受到冲击或震动。

　　6).卤钨灯泡点灯中或刚熄灯后，因灯泡温度仍然很高，绝对不可用手去触摸。

　　拓展：关于灯泡的物理知识

　　灯泡这个东西，是我们日常生活中常见照明工具。是爱迪生在第二次工业革命时(1897年)发明的。是通过两个高压电极，使其中的空气电离产生电弧，然后电弧再使灯泡内的稀有惰性气体(也有延缓电极的氧化的作用)变成激发态(当原子从激发态向基态迁跃，电子所受库仑力做正功减小电势能，原子的能量减少要辐射能量，这一能量由光子的形式放出形成光)，而不同轨道的电子的跃迁就会产生各种不同波长的辐射光，其中就有可见光。

　　灯泡的结构非常简单。在它的底部有两个金属接触点，是用来连接电的。金属接触点有两条接触到一个薄金属灯丝的线。灯丝坐落在灯泡的中央，由一个玻璃支撑住的。线和灯丝都包在充满惰性气体的玻璃灯泡的里面。

　　灯泡的电功率大小由电阻决定的，电阻越大电功率越小。再灯泡灯丝断了时，搭接后电阻丝变短，电阻变小。由P=U2/R可知，在额定电压一定时电阻越小，额定功率越大。所以我们搭接灯泡后会发现灯泡变亮。

　　在夜晚的用电高峰期，灯泡会变暗，这是因为在用电高峰期，家庭中用电器多，总功率大。由I=P/U可知，电压一定，总功率越大，电流越大。进户导线的电阻一定，电流越大由欧姆定律可知，分得的电压越大。灯泡分得的电压少由P=U2/R可知电阻一定，电压越小，实际功率越小，灯泡变暗。

　　灯泡的灯丝是由钨丝制成的，用长时间后，灯丝会变细，是因为钨丝长时间发热发生了升华现象。灯照的外壁变黑，是因为升华的钨丝又凝华在外壁上。

　　物理学是一种以试验为基础的自然科学，观察生活中的现象对物理的学习很有帮助。

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