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科學發明與仿生技術——仿生的人工光源(2)

在日常生活中我們所用的是電光源。其中,歷史最悠久使用最廣的是白熾燈。白熾燈是靠電流透過燈絲,使其熾熱而發光的。自熾燈的發光效率很低,只有7%-10%的電能變成光,9O%以上的能量都以熱的形式散發掉了,所以白熾燈點亮幾分鐘後便使燈泡熱得炙手。

白熾燈不是仿生的產品。然而,如何使燈泡發出的光全部變成可見光,即像生物那樣的“冷光”,這也是仿生技術的內容

美國科學家找到了一種提高白熾燈發光效率的方法。先在玻璃燈泡的內壁鍍一層銀膜,在銀膜上再鍍一層二氧化鐵薄膜。這兩層金屬膜不影響可見光的穿透,但能把燈絲髮出的紅外線反射回去,重新加熱燈絲和發光。這種方法可使白熾燈的發光效率提高60%!

更接近生物光的是熒光燈。熒光燈的發光原理與白熾燈不同。它利用電場去激發燈管內的水銀蒸汽,使其發出紫外線。紫外線再去激發燈管內表面的熒光粉,後者便發出乳白色的熒光。

把一隻白熾燈與熒光燈放在一起,人們會立刻感覺到白熾燈發出的光偏紅,而熒光燈的光潔白而柔和。

為了進一步提高熒光燈的發光效率,科學家又去研究人眼的視覺原理。發現人眼只有三種色覺細胞,分別感受紅、綠,藍三種顏色。只要使這三種色覺細胞同時興奮,就會使人產生白色的感覺。這樣,製造熒光燈不必模擬太陽產生七色光,只要產生紅、綠、藍三色光即可。

1971年,三基色熒光粉研製成功,使熒光燈的發光效率進一步提高。燈管的直徑也變小了。除了傳統的直管熒光燈外,還出現了緊湊型(彎管型)的熒光燈,如單“U”型,雙“U”型、三“U”型和雙“D”型熒光燈。新型的熒光燈,比老式白熾燈能節電70%左右。一盞15瓦的日光燈,其亮度相當於80瓦的白熾燈。新型熒光燈發出的光已接近生物的“冷光”。

分類: 健康
時間: 2022-01-18

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