白炽灯是一种热辐射光源,能量的转换效率很低,只有2%～4%的电能转换为眼睛能够感受到的光。但白炽灯具有显色性好、光谱连续、使用方便等优点,因而仍被广泛应用。
一只点亮的白炽灯的灯丝温度高达3000℃。正是由于炽热的灯丝产生了光辐射,才使电灯发出了明亮的光芒。因为在高温下一些钨原子会蒸发成气体,并在灯泡的玻璃表面上沉积,使灯泡变黑,所以白炽灯都被造成“大腹便便”的外型,这是为了使沉积下来的钨原子能在一个比较大的表面上弥散开。
钨跟空气中的氧化合生成一薄层蓝色的三氧化二钨和氧化钨的混合物。原因是空气里的氧气使高温的钨丝氧化了。所以钨丝灯泡要抽成真空,把空气统统清出去。
有时怕抽气机抽不干净,还要在灯泡的感柱上涂一点红磷。红磷受热会变成白磷,白磷很容易同氧气反应,生成固态的五氧化二磷,玻壳里残留的氧气也被消除了。
但是白炽灯用久了玻壳会变黑,再过一段时间会烧断,因为钨丝比起炭丝来,在真空里的升华速度要快得多。当白炽灯点亮温度升得很高的时候,钨的升华仍然十分严重。长时间的高温使钨丝表面的钨原子升华扩散,然后一层又一层地沉积到玻壳的内表面上,使玻壳慢慢黑化,钨的蒸发也使钨丝越来越细,直到烧断。灯丝工作温度越高钨升华的越快,白炽灯的使用寿命就越短。
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