鹵素燈泡工作的科學原理是什么
鹵素燈是很多人都在使用的燈泡，但是有很多的人都不知道鹵素燈泡的一些原理。下面是百分網小編為你精心推薦的鹵素燈泡工作的科學原理，希望對您有所幫助。
鹵素燈泡工作科學原理
鹵素燈泡，簡稱為鹵素泡或者鹵素燈，又稱為鎢鹵燈泡、石英燈泡，是白熾燈的一個變種。
白熾燈發光原理所有白熾燈的發光原理都是利用物體受熱發光原理和熱輻射原理而實現的，最簡單的白熾燈就是給燈絲導通足夠的電流，燈絲發熱至白熾狀態，就會發出光亮，但這種白熾燈的壽命會相當相當的短。目前我們見到的白熾燈之所以采用了以下各種技術，其目的都在于使得白熾燈具有更長的壽命和使用起來更加方便：真空玻璃管(減少燈絲氧化程度)、燈腳(便于你將燈泡插在燈座上)、填充惰性氣體(減少燈絲在高溫下的氧化程度)等等。
鹵素燈泡的基本原理
循環
鹵鎢循環的過程是這樣的：在適當的溫度條件下，從燈絲蒸發出來的鎢在泡壁區域內與鹵素物質反應，形成揮發性的鹵鎢化合物。由于泡壁溫度足夠高(250℃)，鹵鎢化合物呈氣態，當鹵鎢化合物擴散到較熱的燈絲周圍區域時又分化為鹵素和鎢。釋放出來的鎢部分回到燈絲上，而鹵素繼續參與循環過程。
氟，氯，溴，碘各種鹵素都能產生鎢的再生循環。它們之間的主要區別是發生循環反應所需的溫度以及與燈內其他物質發生作用的程度有所不同大量生產各種溴鎢燈和碘鎢燈，某些燈中還部分采用氯作為循環劑。
發光
所有白熾燈的發光原理都是利用物體受熱發光原理和熱輻射原理而實現的，最簡單的白熾燈就是給燈絲導通足夠的電流，燈絲發熱至白熾狀態，就會發出光亮，但這種白熾燈的壽命會相當相當的'短。
我們見到的白熾燈之所以采用了以下各種技術，其目的都在于使得白熾燈具有更長的壽命和使用起來更加方便：真空玻璃管(減少燈絲氧化程度)、燈腳(便于你將燈泡插在燈座上)、填充惰性氣體(減少燈絲在高溫下的氧化程度)等等。
鹵素燈泡與白熾燈的最大差別在于一點，就是鹵素燈的玻璃外殼中充有一些鹵族元素氣體(通常是碘或溴)，其工作原理為：當燈絲發熱時，鎢原子被蒸發后向玻璃管壁方向移動，當接近玻璃管壁時，鎢蒸氣被冷卻到大約800℃并和鹵素原子結合在一起，形成鹵化鎢(碘化鎢或溴化鎢)。鹵化鎢向玻璃管中央繼續移動，又重新回到被氧化的燈絲上，由于鹵化鎢是一種很不穩定的化合物，其遇熱后又會重新分解成鹵素蒸氣和鎢，這樣鎢又在燈絲上沉積下來，彌補被蒸發掉的部分。通過這種再生循環過程，燈絲的使用壽命不僅得到了大大延長(幾乎是白熾燈的4倍)，同時由于燈絲可以工作在更高溫度下，從而得到了更高的亮度，更高的色溫和更高的發光效率。
鹵素燈泡的優點和缺點
白熾燈具有很多的優點：簡單、成本低廉、亮度容易調整和控制、顯色性好(Ra=100)等等，但同時也存在著許多致命的缺點：如使用壽命短、發光效率低(僅有12%-18%可轉化為光能，而其余部分都以熱能的形式散失)、色溫低(2700-3100K)。鹵素燈泡則在保留上述優點的基礎上大大改善了這些缺點。
鹵素燈泡工作原理鹵素燈泡與白熾燈的最大差別在于一點，就是鹵素燈的玻璃外殼中充有一些鹵族元素氣體(通常是碘或溴)，其工作原理為：當燈絲發熱時，鎢原子被蒸發后向玻璃管壁方向移動，當接近玻璃管壁時，鎢蒸氣被冷卻到大約800℃并和鹵素原子結合在一起，形成鹵化鎢(碘化鎢或溴化鎢)。鹵化鎢向玻璃管中央繼續移動，又重新回到被氧化的燈絲上，由于鹵化鎢是一種很不穩定的化合物，其遇熱后又會重新分解成鹵素蒸氣和鎢，這樣鎢又在燈絲上沉積下來，彌補被蒸發掉的部分。通過這種再生循環過程，燈絲的使用壽命不僅得到了大大延長(幾乎是白熾燈的4倍)，同時由于燈絲可以工作在更高溫度下，從而得到了更高的亮度，更高的色溫和更高的發光效率。
石英玻璃和紫外線由于鹵素燈泡需要工作在更高的溫度下，普通玻璃外殼在此溫度下會熔化并產生流動，由于具有極低的熱膨脹系數，所以熔凝石英玻璃(英文：Fused quartz)代替普通玻璃應用在了鹵素燈泡中，由于普通玻璃可以隔斷紫外光，但石英玻璃不能，所以鹵素燈泡會發射出具有紫外光波段的不可見光。事物的兩面性在這里得到了充分的體現：一方面要對燈泡增加防護措施以減少紫外線的輻射，另一方面，我們也利用紫外燈來治療某些皮膚疾病或在室內就可得到在陽光下暴曬才能得到的古銅色皮膚。基于石英玻璃的特性，如果玻璃管壁上沾染了油污(例如用手觸摸燈泡的玻璃殼)，將導致上述再生循環過程不能良好完成，從而大大影響燈泡的壽命，需要用酒精進行清除。
鹵素燈泡的安裝方法
1).安裝鹵鎢燈泡時，請將電源關掉，并利用塑料套保護燈泡玻璃殼清潔，不要用手觸摸，如不慎觸摸，請用酒精擦拭干凈。
2).鹵鎢燈泡使用耐高溫的石英玻璃制成，如沾到手或油污，將使石英玻璃失去光澤，變成白濁色而減低亮度，縮短壽命，甚至玻璃殼破裂。
3).鹵鎢燈泡點燈時，封口處的溫度不可超過350度，否則會縮短鹵鎢燈泡的壽命，故鹵鎢燈具通風散熱必須良好。
4).鹵鎢燈泡點燈時，避免冷氣直接吹向燈泡。
5).鹵鎢燈泡點燈中，避免受到沖擊或震動。
6).鹵鎢燈泡點燈中或剛熄燈后，因燈泡溫度仍然很高，絕對不可用手去觸摸。
拓展：關于燈泡的物理知識
燈泡這個東西，是我們日常生活中常見照明工具。是愛迪生在第二次工業革命時(1897年)發明的。是通過兩個高壓電極，使其中的空氣電離產生電弧，然后電弧再使燈泡內的稀有惰性氣體(也有延緩電極的氧化的作用)變成激發態(當原子從激發態向基態遷躍，電子所受庫侖力做正功減小電勢能，原子的能量減少要輻射能量，這一能量由光子的形式放出形成光)，而不同軌道的電子的躍遷就會產生各種不同波長的輻射光，其中就有可見光。
燈泡的結構非常簡單。在它的底部有兩個金屬接觸點，是用來連接電的。金屬接觸點有兩條接觸到一個薄金屬燈絲的線。燈絲坐落在燈泡的中央，由一個玻璃支撐住的。線和燈絲都包在充滿惰性氣體的玻璃燈泡的里面。
燈泡的電功率大小由電阻決定的，電阻越大電功率越小。再燈泡燈絲斷了時，搭接后電阻絲變短，電阻變小。由P=U2/R可知，在額定電壓一定時電阻越小，額定功率越大。所以我們搭接燈泡后會發現燈泡變亮。
在夜晚的用電高峰期，燈泡會變暗，這是因為在用電高峰期，家庭中用電器多，總功率大。由I=P/U可知，電壓一定，總功率越大，電流越大。進戶導線的電阻一定，電流越大由歐姆定律可知，分得的電壓越大。燈泡分得的電壓少由P=U2/R可知電阻一定，電壓越小，實際功率越小，燈泡變暗。
燈泡的燈絲是由鎢絲制成的，用長時間后，燈絲會變細，是因為鎢絲長時間發熱發生了升華現象。燈照的外壁變黑，是因為升華的鎢絲又凝華在外壁上。
物理學是一種以試驗為基礎的自然科學，觀察生活中的現象對物理的學習很有幫助。
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