世傑水電DIY-日光燈的結構

日光燈的結構

2012-07-24 01:46:53

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日光燈管簡單的來說就是個密閉的氣體放電管。

日光燈照明乃藉由燈管兩端鎢絲電極通電流，同時在兩電極間加以高電壓使電子由陰極飛向陽極；當電子撞擊燈管內汞蒸氣時激發汞原子特性光譜，其中大部分能量集中在紫外線光譜區，這些光線再照射塗裝在管壁上的螢光劑而產生晝光色光線。

日光燈結構圖

由上圖可見得日光燈兩端的電極藉由喇叭管固定於管壁上，而喇叭管與管壁之間由火焰封口而形成氣密燈管；燈帽用於保護燈管與喇叭管的連接處。在管徑26mm的新式省電燈管中，須在電極處加裝遮罩保護管壁上的螢光體以延長日光燈使用壽命。

日光燈為什麼會亮？

日光燈是在一根抽成真空的玻璃管內放入一小滴水銀並填充入氬氣，兩端通以高電壓，迫使氬氣放電。這些氬氣所放出的電子，高速撞擊水銀原子，使水銀原子提升到一個高能量狀態（叫做『電子激發態』）。高能量的激發態原子非常不穩定，因此，很快就放出光來而回到原來的安定狀態。但是，激發態水銀原子所放出的光，大部分是波長很短的藍光甚至紫外光，不適合用來照明，因此，日光燈管的內壁會塗上一層螢光物質。螢光物質有種特性，就是它會吸收水銀原子所放出的藍光，然後再放出波長較長的光，而被我們用來作為照明使用。

管內主要氣體為氬氣(另包含氖或氪)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比例為千分之一。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。

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。而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。

日光燈種類