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光源根據(jù)發(fā)光原理的不同可以分為熱輻射光源、放電光源等不同的類型,其中熱輻射光源是將熱能轉(zhuǎn)化為輻射能的光源,最常見的是白熾燈和鹵鎢燈等。本文對熱輻射光源的類型及白熾燈和鹵鎢燈的區(qū)別做了介紹,對光源知識感興趣的朋友可以了解一下!
熱輻射光源是將熱能轉(zhuǎn)化為輻射能的光源,最常見的是白熾光源,也就是使物體加熱到白熾程度而發(fā)光。在高溫下,物體中的各類原子、分子可以因熱運動而改變其能量狀態(tài)并輻射出各種波長的光波,實驗表明,熱輻射具有連續(xù)的輻射譜,波長自遠紅外區(qū)延伸到紫外區(qū),并且輻射能按波長的分布主要取決于物體的溫度。常見的熱輻射光源有白熾燈、鹵鎢燈(鹵素燈)等。
1.白熾燈
白熾燈是最流行的可見光譜輻射源,它依靠電能加熱金屬絲,使它在真空或惰性氣體中達到白熾狀態(tài)而發(fā)光,因此稱為白熾燈。鎢的熔點高,電阻大,蒸發(fā)率小,在高溫時仍有足夠的強度,加工容易,因此目前幾乎所有的白熾燈都是用鎢做燈絲的。為了提高鎢絲的堅韌性,防止高溫工作變形,通常在鎢中加入微量的氧化硅及氧化鋁等等。
白熾燈不僅用作可見光的光源,還與通過紅外線的濾光片一起使用作為紅外輻射源。此外,白熾燈的參數(shù)與電源電壓有顯著關系,欲使白熾燈工作正常,必須保持電壓于額定值,升高電壓將會縮短燈泡的使用期限。如欲延長白熾燈的發(fā)光時間,電源電壓應比額定電壓低,但光通量及發(fā)光效能也隨之而減少。
普通白熾燈是由燈絲、支架、引線、泡殼和燈頭等幾部分組成。大部分燈泡內(nèi)都充有氬、氮或氬和氮的混合氣體,只有少數(shù)小功率燈泡內(nèi)是真空的。燈絲是白熾燈的主要部分。
燈絲的形狀和尺寸對于燈的壽命和光效等都有直接影響。在光學儀器上使用,燈絲形狀大致可分為點光源、線光源和面光源。照明光束為平行光束的儀器中,盡量采用點光源。對光束要求不高的場合,可采用線光源或面光源。
雖然白熾燈發(fā)光效率低,但因它的結構簡單,造價低廉,使用方便,且有連續(xù)光譜,所以仍然是應用廣泛的光源之一。
2.鹵鎢燈
鹵鎢燈是一種新型的電光源,它也是利用電能使燈絲發(fā)熱到白熾狀態(tài)而發(fā)光的電光源。它較好地解決了白熾燈存在的發(fā)光效率與壽命之間的矛盾。從而具有較高的發(fā)光效率和較長的壽命,得到了廣泛應用。
鹵鎢燈的種類較多,按燈內(nèi)充入鹵素不同,分有碘鎢燈和溴鎢燈等;按燈殼材料不同,分有石英玻璃鹵鎢燈和硬質(zhì)玻璃鹵鎢燈;按燈絲形狀不同可分為、點光源、線光源、面光源鹵鎢燈三類,可用于檢測、電影放映及照明等。
鹵鎢燈和白熾燈相比,有許多的優(yōu)點:
(1)體積小,是同功率白熾燈體積的0.5%~3%,因而使光學系統(tǒng)小型化,降低了成本;
(2)光通量穩(wěn)定。最終時的光通量為開始的95%~98%,而白熾燈只為60%;
(3)紫外線較豐富,因鹵鎢燈的燈絲溫度較高,而且它的泡殼也能通過紫外輻射,所以可作為紫外輻射源用于光譜輻射測量;
(4)發(fā)光效率比白熾燈高 2~3 倍;
(5)壽命長。
鹵鎢燈的缺點是價格較貴,管壁溫度高。使用時要注意安全,以免燒毀其他物質(zhì)。
鹵鎢燈的安裝線路和白熾燈基本相同,直接接在額定電壓上。