人造小太陽超高壓汞燈

1、人造小太陽人造小太陽——超高壓汞燈超高壓汞燈超高壓汞燈里的氣壓，現(xiàn)在可以做到超過100個大氣壓。兩個放電的電極距離很近，只有幾毫米到十幾毫米，在這樣小的區(qū)域里加進(jìn)很大的電流，溫度比高壓汞燈高得多，發(fā)出的光又強(qiáng)又集中。氣壓在100個大氣壓以上的超高壓汞燈，隨功率不同，亮度有一些差別?？偟恼f來，亮度和太陽差不多，你戴上深色墨鏡還嫌太亮。亮度高低怎樣來判別，是不是燈的功率越大就越亮呢？不一定，高壓汞燈可以做到幾千瓦，但是還不如幾百瓦的超高壓汞

2、燈亮。電筒里的小電珠功率不到1瓦，因為加有反光罩，它的亮度是指光源在單位面積上，向某一方向的單位立體角內(nèi)發(fā)射的光功率。通俗一點講，就是光功率的集中程度。同樣的光功率，發(fā)光區(qū)越小，越集中，發(fā)射出去的范圍越小，亮度越大。超高壓汞燈就是因為發(fā)光集中，所以亮度特別高。當(dāng)然，在一個大小固定的發(fā)光區(qū)域內(nèi)，光功率越強(qiáng)，亮度也越大。我們后面要講到的脈沖氙燈就是發(fā)光區(qū)較大的強(qiáng)光源。制造超高壓汞燈碰到的困難之一是放電溫度太高，即使用石英也要熔化。怎么辦呢？

3、人們想了兩種辦法：一是縮短電極距離，放電區(qū)域只有像黃豆那么一點大，而把泡殼做成像乒乓球大小的球形，讓泡壁遠(yuǎn)離放電區(qū)域，便成了球形超高壓汞燈；二是把燈管做成毛細(xì)管，就像一只短的溫度計，外面通水冷卻，這就是毛細(xì)管超高壓汞燈。球形超高壓汞燈，現(xiàn)在已經(jīng)廣泛用在機(jī)車上作車頭燈，用在船舶上作照明燈和探照燈。毛細(xì)管超高壓汞燈的光效比較高，約60～65流明瓦。但是工作壽命短，只有30～100小時，有待進(jìn)一步提高。毛細(xì)管形超高壓汞燈超高壓汞燈氣壓高，溫度

4、高，發(fā)光比高壓汞燈接近日光，不必再用熒光粉校正光色。即使這樣，超高壓汞燈和日光之間仍有相當(dāng)大的差別，藍(lán)綠色的光還是比較強(qiáng)，顯色性不夠好。如果用來拍攝彩色顯微照片或進(jìn)行彩色投影顯示，色彩還是要失真。這種場合下，超高壓汞燈就力不勝任了，要用后面談到的銦燈或高壓氙燈。除了汞以外，還有其他許多金屬蒸汽也可以充在放電燈里，后面我們就來談其他金屬蒸汽放電燈。汽在高溫高壓下腐蝕性很強(qiáng)，各種類型的玻璃都對付不了，所以很長時間內(nèi)沒有造出高壓鈉燈。你認(rèn)識鈉

5、嗎？它是一種銀白色的化學(xué)性質(zhì)非?；顫姷膲A性金屬，溫度不到100℃就熔化，放在空氣中會很快跟氧化合，遇到水將發(fā)生強(qiáng)烈反應(yīng)，甚至發(fā)生爆炸。鈉蒸汽有很強(qiáng)的腐蝕作用。用玻璃做鈉燈的燈管，鈉會同玻璃中的二氧化硅發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使玻璃變成褐色，透明度變壞，燈光逐漸昏暗。后來化學(xué)家找到了一種二氧化硅含量比較低的特種玻璃球鋁硼玻璃，這才初步解決了腐蝕問題。但是，鈉蒸汽的腐蝕作用是隨著溫度和壓力的提高而增強(qiáng)的。一般來說，低壓鈉燈還比較好辦，鈉蒸汽壓比較小，

6、溫度不過二三百度，上面提到的抗鈉玻璃還勉強(qiáng)能頂?shù)米?。而在高壓鈉燈里，鈉蒸汽壓大大增加，燈管工作溫度高到上千度，高溫高壓的鈉蒸汽幾乎能腐蝕所有的玻璃，不僅石英玻璃頂不住，就連抗鈉玻璃也抗不了，用不多久便會被腐蝕得燈管變黑，部件損壞。隨著陶瓷技術(shù)的發(fā)展，直到1957年，美國人科里爾才研制出了一種用高純多晶氧化鋁，再加氧化鎂添加劑燒結(jié)而成的半透明陶瓷。這種材料的熔點高達(dá)2040℃，經(jīng)得起1600℃高溫鈉蒸汽的腐蝕，且能透過90％以上的可見光。

7、有了它，高溫鈉燈才能于1960年呱呱墜地，經(jīng)過改進(jìn)完善，終于得到了實際的應(yīng)用。高壓鈉燈比低壓鈉燈更小，一只400瓦的高壓鈉燈只有一支鋼筆那么大。它與高壓汞燈有很多相似之處：放電管的兩頭封有兩個電極，電極上涂著電子發(fā)射物質(zhì)；燈內(nèi)裝有雙金屬片開關(guān)，目的是使燈容易啟動；內(nèi)管（放電管）外面加裝一個橢球形的外玻殼，為的是減少燈的熱量損耗，防止引線氧化，保持燈管溫度穩(wěn)定；內(nèi)外管之間抽成真空，再加消氣劑，可以更好防止熱量散失。燈管里不僅充有鈉，還充有

8、氙氣和水銀。水銀起輔助作用，幫助提高燈管電壓，并發(fā)少量的藍(lán)綠光以改善光色；氙氣幫助啟動，它首先放電升溫，然后過渡到鈉蒸汽放電，直到穩(wěn)定，需要好幾分鐘。鈉燈中的鈉蒸汽壓越高，黃光以外的可見光比例越大，光色改善，但光效越低。因此，為了獲得比較高的光效，高壓鈉燈的鈉蒸汽壓是不能太高的。鈉蒸汽壓超過500毫米水銀柱的高壓鈉燈，發(fā)白色光，光中有較多人眼不敏感的藍(lán)光和紅光，光效于是明顯下降。實用的高壓鈉燈，鈉蒸汽壓只有二三百毫米水銀柱，發(fā)出的光是金

9、黃色光。發(fā)出黃色光的高壓鈉燈顯色性不好，在它的照耀下分不清黃和白，也分不清紅和藍(lán)，但是它的發(fā)光效率要比其他燈高得多，從理論上講是發(fā)光效率最高的光源。即使考慮到熱損失的影響，高壓鈉燈的實際光效也差不多3倍于高壓汞燈，大約等于白熾燈的10倍?？梢宰鬟@樣一個比較：同樣是400瓦的鈉燈和汞燈，安裝鈉燈的燈桿路燈已經(jīng)用上了高壓鈉燈可以比汞燈高一倍，而路面的平均亮度反而比汞燈高3.5倍，而且光的均勻性也好，雖然有些人對它的光色不夠習(xí)慣，可更多的人仍

10、然覺得金色的光給人以溫暖舒適的感覺，看得遠(yuǎn)，辨得清，光線柔和，眩光少，不刺眼，所以很受行人的歡迎。在相近的照明效果下，鈉燈比汞燈可節(jié)省一半以上的電力。請想想吧，一個城市更不用說一個國家有如此之多的照明路燈，節(jié)省一半以上的電力意味著可以節(jié)省多少寶貴的能源?。τ诘缆氛彰鱽碚f，首先應(yīng)該考慮的是高光效，經(jīng)濟(jì)和長壽命，其次才是光色和顯色性，所以高壓鈉燈被認(rèn)為是最有前途的照明燈之一。我國許多大城市的街道上已經(jīng)用上了高壓鈉燈。區(qū)域性照明、閃光照明、