灯具的发光原理主要分为以下三种类型,不同类型的灯具采用不同的发光机制:
通过电流加热灯丝至高温(约2000℃),使灯丝中的原子或分子激发后跃迁至高能级,再回落到低能级时释放出可见光。这种发光方式结构简单、成本低廉,但效率较低,且灯丝易烧断。
典型应用 :普通白炽灯泡、卤素灯。
利用电流通过气体时产生的电离现象发光,主要分为两种类型:
汞蒸气放电灯(如荧光灯、日光灯)
灯管内抽成真空或充入惰性气体(如氩气),通入微量汞蒸气。通电后,汞蒸气电离形成等离子体,电子与汞原子碰撞释放紫外线,紫外线激发灯管内壁的荧光粉,从而产生可见光。
高压气体放电灯(如HID灯、氙气灯)
通过高压电弧激发气体(如氙气)产生强光,色温接近自然光(4300K-6500K),寿命长且亮度高,能耗较低。
利用半导体材料的电学特性发光,主要形式为:
荧光灯
通过低压电流激发荧光粉发光,需配合紫外线源(如汞蒸气放电灯提供)。
LED灯
基于半导体PN结的电子-空穴复合过程,正向电流通过时发光,具有高亮度、低能耗、长寿命等优点。
激光灯 :通过受激辐射原理产生高度相干的光束,常用于工业切割、医疗等领域。
等离子灯 :利用等离子体发光,常见于舞台灯光、装饰照明。
不同灯具的发光原理各有侧重:白炽灯依赖热辐射,气体放电灯依赖电离反应,半导体光源则依赖电子运动。随着技术发展,LED灯因高效节能逐渐成为主流照明方式。