電球はどのように機能しますか？

標準の白熱電球は、100年以上前に発明された当時と基本的に同じように機能します。 トーマス・エジソンは一般に1879年に電球を発明したとされていますが、イングランドのジョセフ・スワンirは1878年にこのアイデアに到達しました。当時の多くの発明者は、でも汚い。 世紀の変わり目までに、数百万の世帯が火と油を謙虚な電球に置き換えました。

最も基本的なレベルでは、電球は光の光子を放出する原子を励起することによって機能します。 ただし、すべての光子が可視光を放出するわけではありません。 実際、電球の動作方法により、ほとんどの放射は可視光ではなく熱として放射されます。 このため、電球は今日の基準では非常に効率的な光発生器ではありません。

現代の電球は、通常はアルゴンである不活性ガスで満たされた薄いガラス製の部屋です。 2本の金属棒が電球の底部の接点からチャンバー内に上向きに延びています。 タングステンのフィラメントがロッドを接続します。 タングステンは非常に高い融解温度を持っているため、電球が動作する方法の重要な要素です。 電気が電球に印加されると、電球は接点、ロッド、接続フィラメントを通過し、タングステン内の原子を励起して光子を生成します。

励起された原子が振動します。 時間の経過とともに、個々の原子がフィラメントから離れて振動するため、タングステンフィラメントは弱まります。 これは、電球の動作方法が改善された領域です。 電球にはもともと不活性ガスは含まれていませんでしたが、真空はフィラメントが原子を失うのを防ぐために何もしませんでした。 不活性ガスは、「バンパー」原子を提供することでフィラメントの寿命を延ばし、原子が逃げるときにフィラメントに原子を戻すことができます。 現在の電球の動作方法は、元の真空設計よりもわずかに効率的です。

蛍光灯は、電球が機能する方法よりも効率的な設計が異なります。 電気は、管状電球内部の水銀蒸気を帯電させ、これが白色光を発する蛍光体原子を励起します。 蛍光灯は白熱電球よりも低温で動作し、エネルギー消費が少なく、長持ちします。 しかし、一部の人々は蛍光灯照明が厳しいと感じています。 ちらつきのある蛍光灯も、てんかんの発作を引き起こす可能性があります。