光源是一個物理學名詞,宇宙間的物體有的是發(fā)光的,有的是不發(fā)光的,我們把能自行發(fā)光且正在發(fā)光的物體叫做光源。太陽、打開的電燈、燃燒著的蠟燭等都是光源。一般人把光源叫做“亮”,在物理學中“亮”的意思不是光源,是外來光的意思。
歷史起源
18世紀末,人類對電光源的開始研究。
19世紀初,英國的H.戴維發(fā)明碳弧燈。
1879年,美國的T.A.愛迪生發(fā)明了具有實用價值的碳絲白熾燈,使人類從漫長的火光照明進入電氣照明時代。1907年采用拉制的鎢絲作為白熾體。
1912年,美國的I.朗繆爾等人對充氣白熾燈進行研究,提高了白熾燈的發(fā)光效率并延長了壽命,擴大了白熾燈應用范圍。
20世紀30年代初,低壓鈉燈研制成功。
1938年,歐洲和美國研制出熒光燈,發(fā)光效率和壽命均為白熾燈的3倍以上,這是電光源技術的一大突破。
1940年代高壓汞燈進入實用階段。50年代末,體積和光衰極小的鹵鎢燈問世,改變了熱輻射光源技術進展滯緩的狀態(tài),這是電光源技術的又一重大突破。60年代開發(fā)了金屬鹵化物燈和高壓鈉燈,其發(fā)光效率遠高于高壓汞燈。
1980年代出現(xiàn)了細管徑緊湊型節(jié)能熒光燈、小功率高壓鈉燈和小功率金屬鹵化物燈,使電光源進入了小型化、節(jié)能化和電子化的新時期。
具體含義
在物理學中,指能發(fā)出一定波長范圍的電磁波(包括可見光與紫外線、紅外線、X射線等不可見光)的物體。通常指能發(fā)出可見光的發(fā)光體。凡物體本身能發(fā)光者,稱做光源,又稱發(fā)光體。如太陽、恒星、燈以及燃燒著的物質等都是光源。
但像月亮表面、桌面、白紙、紙制書等依靠它們反射外來光才能使人們看到它們,這樣稱為“明亮”,不能稱為光源或發(fā)光體。在我們的日常生活中離不開可見光的光源。可見光以及不可見光的光源還被廣泛地應用到工農(nóng)業(yè)、醫(yī)學和國防現(xiàn)代化等方面。
自身正在發(fā)光的物體叫光源。光源可以分為自然(天然)光源和人造光源。此外,根據(jù)光的傳播方向,光源可分為點光源和平行光源。
產(chǎn)生途徑
熱效應
第一類是熱效應產(chǎn)生的光。太陽光就是很好的例子,此外蠟燭等物品也都一樣,此類光隨著溫度的變化會改變顏色。
原子躍遷
第二類原子躍遷發(fā)光。熒光燈燈管內壁涂抹的熒光物質被電磁波能量激發(fā)而產(chǎn)生光。此外霓虹燈的原理也是一樣。原子發(fā)光具有獨自的特征譜線。科學家經(jīng)常利用這個原理鑒別元素種類。
輻射發(fā)光
第三類是物質內部帶電粒子加速運動時所產(chǎn)生的光。譬如,同步加速器(synchrotron)工作時發(fā)出的同步輻射光,同時攜帶有強大的能量。
另外,原子爐(核反應堆)發(fā)出的淡藍色微光(切倫科夫輻射)也屬于這種。所謂的“切倫科夫輻射”,就是指帶電粒子在介質中的速度可能超過介質中的光速,在這種情況下會發(fā)生輻射,類似于“音爆”。
注:這不是真正意義上的超光速,真正意義上的超光速是指超過真空中的光速。這種現(xiàn)象被稱為切倫科夫效應。
發(fā)展前景
電光源的發(fā)明促進了電力裝置的建設。電光源的轉換效率高,電能供給穩(wěn)定,控制和使用方便,安全可靠,并可方便地用儀器|儀表計數(shù)耗能,故在其問世后一百多年中,很快得到了普及。它不僅成為人類日常生活的必需品,而且在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運輸以及國防和科學研究中,都發(fā)揮著重要作用。
世界上的照明用電(照明光源的耗電量)約占總發(fā)電量的10%~20%。在中國,照明用電約占總發(fā)電量的10%。隨著中國現(xiàn)代化發(fā)展速度的加快,照明用電量逐年上升,而電力增長率又不相適應,因此,研制、開發(fā)和推廣應用節(jié)能型電光源已引起人們的高度重視。
主要是提高發(fā)光效率,開發(fā)體積小的高效節(jié)能光源,改善電光源的顯色性,延長壽命。達到上述目的的具體途徑是開發(fā)研制新型材料、采用新工藝以及進一步研究新的發(fā)光機理、開發(fā)新型電光源。而最為現(xiàn)實的途徑則是改進現(xiàn)有電光源的制造技術,采用新型的、自動化性能好的生產(chǎn)設備。