电光源的发展简史

在人类历史的长河中，从远古的太阳光到近现代的电光源，照明对人类的发展始终发挥着重要的作用。远古时期，以太阳光为主的照明为人类提供光亮，满足了人类安全和狩猎觅食的基本生存需要，其中人工火种的创造极大地增强了原始人类安全防卫和基本生存能力。古代时期，随着人工建筑的兴起，抵御野兽袭击的安全需求开始弱化，人类在简单生产和生活行为上开始更多地依赖于光照，随之逐步出现了蜡烛、油灯等较稳定的小范围照明光源。近代时期，人类在生产效率和生活学习上对于照明的稳定性和亮度有了更高的需求，于是以钨丝白炽灯为代表的电灯开启了新的电光源时代。现代社会，随着人类对光效、亮度、舒适度、节能环保及美观等照明功效的多维追求，以节能灯、LED灯为代表的新型照明光源顺势兴起。LED(发光二极管)作为现代照明领域颠覆性的重大发明，开启了第四代电光源照明的新时代。人类还在探索功效更高的照明技术，但颠覆性的发明尚未出现，目前LED技术仍居于当代照明领域的主导地位，LED的主导技术与其他相关技术的有机结合，又将不断拓展LED照明广阔的跨域空间。

电光源的发展简史：

照明由以太阳光为主的“天然采光”和以蜡烛、油灯、电光源为主的“人工照明”两部分组成，近现代人工照明技术的重大突破，是由第二次工业革命时期出现的电光源开启的。第二次工业革命前后，伴随着发电机等电力设备的创造和电灯的发明，人类开始从漫长的火光照明时代跨入电光源照明时代。从“第一代电光源”到以LED为代表的“第四代电光源”的革命性变革，电光源照明越来越深刻而广泛地影响和改变着人类的生产生活方式。

白炽灯是“第一代电光源”，在电光源发展史上占据重要地位。1809年，英国化学家戴维以两千多组伏打电池为电源，创造了在两根碳棒之间进行强电流放电的弧光灯，这是人类最早利用电照明的成功尝试。由于弧光灯的成本太高、光线太强，只能用于灯塔或街道等公共场合的照明，未能大规模推向民用。1854年亨利·戈培尔使用一根碳化的竹丝，放在真空的玻璃瓶下通电发光，被视为首个有实际效用的白炽灯。1878年，亨利·戈培尔以真空下用碳丝通电的灯泡获得了英国的专利，并建立公司生产推广。与此同时，美国发明家爱迪生经过多年研究，于1879年10月21日成功将碳精丝装进了灯泡，创造出人类第一盏有广泛实用价值的电灯。在爱迪生的基础之上，美国人库里奇于1906年发明了钨丝灯，利用金属钨拉制成灯丝，通过其熔点高的特性实现在高温下保持固态。经过近百年的开创与改进，“第一代电光源”——近现代钨丝白炽灯宣告诞生。

白炽灯是由灯丝、支架、引线、泡壳和灯头几部分组成，现在大部分白炽灯泡都充氩、氮或氩+氮混合气体，只有少数小功率灯泡是真空的。白炽灯是通过将灯丝通电加热到白炽状态，然后利用热辐射发出可见光的原理来工作，它所消耗的电能只有12%～18%可转化为光能，其余绝大部分以热能的形式散失了，它的使用寿命通常不会超过1000小时，发光效率很低，一般只有10～15lm/W(流明/瓦)。但是白炽灯制造方便，辐射光谱连续，显色性好，成本低，启动快，线路简单，使其仍在多个领域内得到广泛应用，并且已经逐渐向色温更广的光源转化。如：高色温的灯色温约为3200K，主要用于摄影和放映电影以及电视和舞台照明；照明灯的色温为2700～2900K，用作一般照明；红外灯色温在2500K以下，主要用于红外加热干燥、温室保温和医疗保健等。未来的白炽灯将向小型化方向发展，缩小泡壳尺寸，机械强度增高，使气压可以充得更高，以提高灯丝工作温度，提高光效。未来各种新型白炽灯如反射型白炽灯、带红外反射层的白炽灯等将会获得进一步的拓展。可以说，白炽灯的出现是电光源的第一次技术革命，白炽灯的普遍应用为电光源的推广奠定了基础。