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[分享] 电流在流经灯泡时,灯泡为什么会发光?

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发表于 2024-9-29 11:23 | 显示全部楼层 |阅读模式
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发表于 2024-9-29 11:23 | 显示全部楼层
目前主流的灯有三种
白炽灯、荧光灯、LED灯。
白炽灯,常见的是黄色的电灯泡,肉眼可见里面有灯丝。原理是灯丝通电后温度升高会发光。和岩浆、铁浆发光的原理一致。
荧光灯,常见各种节能灯、日光灯。原理是内部有水银,通电后会辐射紫外线,管壁上的荧光剂吸收紫外线后发出白色的光。需要注意的是,因为我国电使用的是交流电,因此电流会不断变化,日光灯发光时是会随着电流变化忽明忽暗的。只是频率太高肉眼看不到。但是如果照射到频率一致变化的运动的物体上,就会看到该物体是静止的。因此荧光灯禁止用于车间等低。
LED灯。我也不懂
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发表于 2024-9-29 11:24 | 显示全部楼层
我怎么看着其他回答那么麻烦呢?这是娱乐场所,不是实验室,不是科研机构。
通俗的给题主说一下,不就是电流把钨丝烧红了吗?
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发表于 2024-9-29 11:25 | 显示全部楼层
预备知识:白炽灯发光部分是钨金属,能够导电;钨金属由原子组成,而原子由原子核和电子组成;钨金属有很多电子,最外层电子比较活泼,到处跑;电压作用于电子,会让它们high起来。
第一步,电压作用下,那些在钨丝里乱窜的电子撞来撞去,导致钨丝发热,而热这个概念,反应的就是原子核或是电子high的程度。
第二步,当原子的外层电子high到一定程度,就会从一种低能状态跳到高能状态(物理里面成为“定态”),居高临下,傲视其它电子。
第三步,殊不知这个高能态不稳定,打江山容易守江山难,没多久就跌回原形。跌落的过程中,能量的降低就以光子的形式释放出去。如果你把光子看成油条豆浆(我正在吃早饭)一样的普通物质的话,那这个过程就是能量物质的转换过程了。看到这里,你想起了谁?
最后,大量的光子从钨丝释放出去,你就看到了光明,看到了希望。
人生大起大落,电子何尝不是?
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发表于 2024-9-29 11:25 | 显示全部楼层
用专业的说法是:
电流流经导体因为电子要从基台变成激发态的过程重复出现导致原子和电子发生共振
最后电的势能转换成原子动能,原子动能过高最后变成电子激发态发出电磁辐射
电磁波在可视波段附近刚刚好被你看到了
另外
与led等原路不同的是,led原子是直接在激发态变回基态原子的时候发出相应能级的电磁波
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发表于 2024-9-29 11:25 | 显示全部楼层
电流通过灯泡之后会发光是指的白炽灯吧,白炽灯是将钨丝加热到白炽状态自发光实现照明的。白炽本质上就是物体的热辐射。
任何温度大于零的物体本身具有自发的热辐射,物体升温时,发出的热辐射主要波段会向短波方向移动,达到一定温度,就可以发出可见光波段的辐射,这时物体就可以发出红光,看起来就是红的,铁被烧到红热状态就处于这一状态。实际上,大多数固体或液体在超过525℃之后,都会具有轻度的暗红色,这个温度被称为draper点,低于这个温度的热辐射仍然存在,但主要集中在红外波段,可见光波段中的成分很少,因此难以用肉眼看到。
当物体温度继续上升,物体的热辐射向短波方向移动,也可以发出可以辨别的绿光或蓝光,但由于物体的热辐射频谱是连续的,此时,在整个可见光波段,我们看到的光可能是白色的。白炽灯在大约3000K时的热辐射大约就处于这一阶段。不过,此时,绝大多数能量仍处在红外频段,因此我们说白炽灯大部分能量都以热能形式散失了。
如果辐射对象符合热力学平衡中黑体的物理特征,则辐射称为黑体辐射。普朗克定律描述了黑体辐射的光谱,这仅取决于物体的温度。维恩的位移定律确定了发射辐射的最可能频率。下图就是根据位移定律绘制的热辐射频谱,可以明显看出,随着温度升高,辐射主要波段向短波方向移动。


热辐射反映了热能向电磁能的转化。热能是物质原子和分子随机运动的动能。所有具有非零温度的物质均由具有动能的粒子组成。这些原子和分子由质子和电子等带电粒子组成。粒子之间的动力学相互作用导致电荷加速和偶极振荡。这导致电动力产生耦合的电场和磁场,从而导致光子的发射,从而辐射能量从体内辐射。
参考资料:
Incandescent
Thermal radiation
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