黑夜中的未来之光——记人类照明发展史

黑夜给了我黑色的眼睛,而我却用来寻找光明。对光明的追求是促使人类文明发展的一股动力。在夜晚,古人曾经靠燃烧木材照明,福州市昙石山文化遗址出土的“中华遗址出土的中华第一灯”,说明了四五千年前我们的祖先就掌握了燃烧油照明的技术。后来,人们采用蜡烛和油灯光等照亮工作、学习和生活等场所。直到1879年爱迪生发明了白炽灯,使人类从漫长的火光照明时代进入电光照明时代,从此人类照明史翻开崭新的一页。

人类要感谢爱迪生,自从他发明真空碳丝灯泡后,我们可以随心所欲的取用人工光源,再也不必去抓一玻璃瓶的萤火虫,来学当年车胤“囊萤映雪”了。爱迪生之后,电灯不断改进。1939年管状日光灯问世,很快被广泛采用,成为又一种重要的照明光源。日光灯比起传统的灯泡来,具有使用寿命长、发光效率较高、照光面积大、可调整成不同光色等优点。日光灯的长型圆柱管内包含微量的汞及少量的惰性气体,通电后,灯管两端的电极引发高压放电,游离管中的惰性气体产生电弧,激发汞蒸气发射波长较短的紫外光。涂抹在灯管内壁的荧光粉吸收紫外光,再转换成可见光。日光灯的使用,满足了人类绝大多数场合的需求,直至20世纪,日光灯战胜了其他各式各样的电灯,成为人类最主要的照明工具。但日光灯有一个最大的缺点,耗电大。绝大多数的电能都消耗在热能上,此外,灯管中的汞对于环境的污染影响也很大。因此科学家们一直在努力寻求更新的照明设备。

30年代初汞灯和钠灯以比白炽灯更明亮和节能的优势脱颖而出。十年后,荧光灯以更高的光效和更好的光色很快占领了照明的半壁江山。但荧光灯并不能满足人类发展的需求,继之而起的高压钠灯,各个系列的金卤灯把地球上人迹所到之处照耀的璀璨醒目,五光十色。现在半导体照明令人类的照明更进了一步。

半导体照明亦称固态照明,是指以发光二极管(LED)等固态发光器件作为光源的照明。LED被称为第四代照明光源或绿色光源,具有节能、环保寿命长、体积小等特点,可以广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明和城市夜景等领域。

随着工业社会的发展,人类对自然的破坏日益严重,能源问题日益突出,节能环保概念提上议事日程。为节约电能,降低照明电耗,节能灯应运而生。节能灯相对普通日光灯而言,耗能更低,大大降低了电能的消耗,节约能源。目前节能灯的研制方向朝着更加节能更加美观的方向发展。今后照明市场的发展趋势是普通照明逐渐被节能灯所取代,灯具向绿色照明、环保照明、节能照明、科技照明的方向发展。

如今二十一世纪,LED作为一种新型的半导体照明产品,已成为发展的主趋势。根据2007年通过的《能源独立和安全法案》,到2012年,100瓦的白炽灯泡将被禁止使用;2013年,75瓦的白炽灯泡将被放弃;60瓦和40瓦的白炽灯泡随后几年也将陆续淘汰。制定《能源独立和安全法案》的原因非常明白,白炽灯只能将不到10%的能量转化为光能,效率更高的灯泡不仅能够帮助美国节约上千亿美元,还意味着降低对外国石油的依赖。除此之外,还将显著减少温室气体的排放。LED之所以被看作是照明产业的未来,原因在于LED是半导体。正如其他的固态科技,一方面,LED的相关技术在不断成熟完善;另一方面,其造价也在不断降低。因此,LED这抹未来之光必将谱写出人类照明史新的篇章。

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