走向光明---漫谈光源
宇宙间的物体有的是发光的，有的是不发光的，在日常生活中我们把自己能发光且正在发光的物体叫做光源。太阳、打开的电灯、燃烧着的蜡烛等都是光源。
在物理学上光源指能发出一定波长范围电磁波的物体。一定波长范围电磁波包括可见光与紫外线、红外线、X射线等不可见光。而我们通常说的光源指能发出可见光的发光体。但像月亮表面、桌面等依靠自身反射外来光才能使人们看到，这样只能反射光的物体不能称为光源。在我们的日常生活生产中离不开光源。可见光以及不可见光的光源还被广泛地应用到工农业、医学和国防现代化等方面。下面我们来浏览一下光源的发展历程。18世纪末，人类对电光源开始研究。19世纪初，英国的戴维发明碳弧灯。1879年，美国的爱迪生发明了具有实用价值的碳丝白炽灯，使人类从漫长的火光照明进入电气照明时代。1907年采用拉制的钨丝作为发光的白炽体，比碳丝白炽灯寿命有所延长。1912年，美国人对充气白炽灯进行研究，提高了白炽灯的发光效率并有效地延长了寿命，扩大了白炽灯应用范围。20世纪30年代初，低压钠灯研制成功。1938年，欧洲和美国研制出荧光灯，发光效率和寿命均为白炽灯的3倍以上，这是电光源技术的一大突破。1940年代高压汞灯进入实用阶段。50年代末，体积和光衰极小的卤钨灯问世，改变了热辐射光源技术进展滞缓的状态，这是电光源技术的又一重大突破。60年代开发了金属卤化物灯和高压钠灯，其发光效率远高于高压汞灯。1980年代出现了细管径紧凑型节能荧光灯、小功率高压钠灯和小功率金属卤化物灯，使电光源进入了小型化、节能化和电子化的新时期。
浏览了光源的发展史我们再来看看光源的分类。一般地，光源可以分为自然光源和人造光源。此外，根据光的传播方向，光源可分为点光源和平行光源。由于电光源的转换效率高，电能供给稳定，控制和使用方便，安全可靠，并可方便地用仪器仪表计数耗能，故在其问世后一百多年中，很快得到了普及。它不仅成为人类日常生活的必需品，而且在工业、农业、交通运输以及国防和科学研究中，都发挥着重要作用。世界上的照明用电约占总发电量的10%~20%。在中国，照明用电约占总发电量的10%。随着中国现代化发展速度的加快，照明用电量逐年上升，而电力增长率又不相适应，因此，研制、开发和推广应用节能型电光源已引起人们的高度重视。主要是提高发光效率，开发体积小的高效节能光源，改善电光源的显色性，延长寿命。达到上述目的的具体途径是开发研制新型材料、采用新工艺以及进一步研究新的发光机理、开发新型电光源。而最为现实的途径则是改进现有电光源的制造技术，采用新型的、自动化性能好的生产设备。
生活中的照明光源品种很多，按发光形式分为热辐射光源、气体放电光源和电致发光光源三类。①热辐射光源。电流流经导电物体，使之在高温下辐射光能的光源。包括白炽灯和卤钨灯两种。②气体放电光源。电流流经气体或金属蒸气，使之产生气体放电而发光的光源。荧光灯、低压钠灯、高压汞灯、高压钠灯、金属卤化物灯、超高压汞灯、碳弧灯、氙灯、辉光指示光源、辉光放电的霓虹灯等。③电致发光光源。在电场作用下，使固体物质发光的光源。它将电能直接转变为光能。包括场致发光光源和发光二极管两种。这里要重点介绍一下发光二极管，又称LED灯，是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件，它可以直接把电能转化为光能。比起其它光源，单个LED灯的功耗是最小、亮度好、均匀性好；缺点是体积大、发热现象明显。但是由于它节能环保，被广泛用于日常照明、工农业生产、国防和科研等方面。
我们再看看光源的组成结构。不同类型的电光源有不同的结构，但一般都具有以下几部分的零部件:作为发光体的灯丝、电极、荧光粉;作为发光体外壳的玻璃、半透明陶瓷管、石英管;作为引线的导丝、芯柱、灯头;作为充填物的各类气体、汞、金属及其卤化物;消气剂、各类涂层、绝缘件及粘结剂等。
常见照明光源
碳弧灯利用两根接触的碳棒电极在空气中通电后分开时所产生的放电电弧发光的电光源。碳弧灯由英国人戴维于1809年发明;
白炽灯又称钨丝灯、灯泡，是将灯丝通电加热到白炽状态，利用热辐射发出可见光的电光源。由电流通过灯丝加热至白炽状态产生光的一种光源。是最早出现的电灯，用耐热玻璃制成泡壳，内装钨丝。泡壳内抽去空气，以免灯丝氧化，或再充入惰性气体(如氩)，减少钨丝受热蒸发。因灯丝所耗电能仅一小部分转为可见光，故发光效率低，但制造方便，成本低。
低压钠灯是利用低压钠蒸气放电发光的电光源，在它的玻璃外壳内涂以红外线反射膜，是光衰较小和发光效率最高的电光源。低压钠灯发出的是单色黄光，用于对光色没有要求的场所，例如：广场和路面
高压钠灯当灯泡启动后，电弧管两端电极之间产生电弧，由于电弧的高温作用使管内的液钠汞气受热蒸发成为汞蒸气和钠蒸气，阴极发射的电子在向阳极运动过程中，撞击放电物质的原子，使其获得能量产生电离或激发，然后由激发态回复到基态;或由电离态变为激发态，再回到基态无限循环，此时，多余的能量以光辐射的形式释放，便产生了光。
