黑光灯的工作原理是什么?

作者&投稿:攸钓 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
紫外线灯的工作原理是什么?~

紫外线杀菌灯与日光灯、节能灯发光原理一样,灯管内的汞原子被激发产生汞的特征谱线。低压汞
蒸气主要产生254nm和185nm紫外线。
日光灯、节能灯灯管采用的是普通玻璃,紫外线不能透出来,被荧光粉吸收后发出可见光;而杀菌
灯灯管则用透紫钱玻璃或石英玻璃生产。紫外线穿过玻管壁透射出来。
254nm波长的紫外线很易被生物体吸收,如图1,作用于生物体的遗传物质DNA,使DNA遭到破坏而
导致细菌死亡。185nm波长紫外线与空气作用可产生有强氧化作用的臭氧,可有效地杀灭细菌。
紫外线可集中很高的强度在短时间内杀灭细菌和病毒;如表1是紫外线对各种细菌和病毒杀灭效率
的描述。紫外线杀菌属于纯物理消毒方法,无二次污染

黑光灯看上去就好像普通的荧光灯或者白炽灯泡,但它们有些地方是完全不同的。这种灯在夜总会,科学博物馆,游乐园,青少年的睡房和其它地方都可以见到,但对大多数人来说是陌生的。接下来,我们会找出它的工作原理。而且还会看一下为什么黑光灯会一些物体发光和黑光灯一些有趣的应用。


传统黑光灯设计和荧光灯的比较只是有几个重要的更改。荧光灯是由电流通过充满惰性气体的管和少量的水银而产生光。当通电的时,水银原子以可见光子形式发出能量。它们发出一些可见光子,但大部分是以紫外线波长范围发出的光子。紫外线光波长太过短所以我们看不到。荧光灯必须把这种能量转化为可见光。为了达到目的,就在管的外部采用了磷涂层。
磷是一种可以发光的物质,当一个光子撞击一个磷原子时,其中一个磷电子就会跳到一个更高的能量位置,从而引起原子振动和创造热。当电子回落到它的原始正常位置,它就会以其它光子形式释放出能量。这个光子的能量少于原始光子的能量,因为一部分能量在加热时损失了。荧光灯是以可见光谱发出光的,黑光灯都是以同样原理工作。实际上黑光灯有两种不同类型,但它们基本上的工作原理是一样的。管状黑光灯是用了不同类型的磷涂层,这个涂层吸收有害短波UV-B和UV-C光并且发出UV-A光(和荧光灯中的磷吸收紫外光并发出可见光的同样基本方式)黑玻璃管本身阻塞大部分见光,所以最后只有良性的长波UV-A光和一些蓝光和蓝紫色光通过。白炽黑光灯泡和普通的灯泡很相似,但它使用了滤光器来吸收来自加热灯丝的光。除了红外和UV-A光(还有极少量可见光)外其它的都吸收了。这两种灯的设计,发出的紫外光与不同的外部磷产生反应就正如荧光灯内的紫外光与磷涂层产生反应的一样只要有紫外光照射到它们,外部的磷就会发光。

为什么会发光

如果你拿着一个手持的黑光灯在夜晚上行走,你就会发现到外都会有磷,你的牙齿,手指甲和其它东西。在很多人造材料上也有磷,包括电视屏幕和一些油漆,布料和塑胶。大多数荧光彩色物体,比如说荧光笔,你会在所有的黑暗发光产品发现它们。夜总会和游乐园使用特别的黑光灯涂料来使它发出不同的颜色。你也可以买无形黑光墨水,荧光黑光地毯和甚至荧光黑光头发发胶。




这是就是为什么洗衣店的洗洁剂含有磷就可以使白色在阳光下看上去更亮白。阳光含有紫外光可以使白色更亮白。而暗色衣服就不行因为暗色衣服色素吸收了紫外光了。

黑光灯的应用

鉴定者利用它们来检测古董的真伪。现在有许多颜料含有磷,它在黑光灯下就会发光,而大部分古老的颜料则没有含有磷。

维修人员利用它们来找出机器中看不见的裂缝---通过注入少量荧光染料到燃料供应和用黑光灯照它。

法律实施官员可以使用它们来鉴别钱的真伪。美国和许多其它国家都在它们的大面额上用了一条看不见的荧光条,它们只有在黑光灯下才显示出来。


法医科学家使用它们来分析案发现场。为了套取指纹,举例说,它们通常在黑光灯下撒上荧光染料。这样就可以更加容易套取指纹。

发光原理:

传统的黑光灯设计只包括一个荧光灯和若干个重要的调节装置。荧光灯通过在充满惰性气体和少量汞的灯管中传递电荷来发光。

汞原子受到激励后会发出光子形式的能量,其中有一部分是可见光子,但大部分是处于紫外线(UV)波长范围内的光子。紫外光波长太短,以至于我们无法用肉眼观察(可以说完全看不到),因此荧光灯必须将此能量转化成可见光。要实现此目的,可以在灯管外部涂覆一层磷光粉。

当光线照射磷时,这种物质就会发光(或发荧光)。其原理是,当一个光子撞到一个磷原子时,磷的某一个电子会跃升到更高的能级,使该原子振荡并发热,从而产生光。当该电子恢复到其正常能级时,将以新的光子的形式释放能量。此光子的能量低于原有光子的能量,因为有一部分能量在发热时损失了。荧光灯发出的光在可见光谱范围内——是磷发出了肉眼可见的白光。

黑光灯的工作原理与此相同。事实上有两种不同类型的黑光灯,但它们的工作原理基本上相同。

灯管型黑光灯大致上是涂有不同类型磷光粉的荧光灯。此涂层可以吸收有害的短波UV-B和UV-C­光,并可以发出UV-A光(基本上与荧光灯中的磷吸收紫外光并发出可见光同理)。“黑色”玻璃灯管本身会阻挡大部分可见光,最后只有柔和的长波UV-A光和部分蓝色和紫色可见光从灯管中发射出来。白炽黑光灯泡与普通的家用灯泡相似,但前者使用了滤光器来吸收高温灯丝发出的光,该滤光器会吸收除红外光和UV-A光(还有一小部分可见光)以外的各种光。

对于这两种灯光设计,发射的紫外光与各种外部磷发生反应的方式,与荧光灯内部紫外光与磷光粉发生反应的方式完全相同。只要紫外光照射在外部磷上面,这些磷就会发光。

如果您用一把手持式黑光灯在外行走一晚,就会发现到处都有磷的身影。我们周围有大量的天然磷,例如牙齿和指甲等部位中就含有这些物质。

另外,人造材料,包括电视屏幕和某些涂料、织物和塑料,也含有很多的磷。大多数荧光着色物品(如荧光笔)含有磷,所有夜光产品也都是如此。俱乐部和游乐园往往会使用可以发出不同颜色的特种黑光灯涂层。您还可以买到荧光黑光灯泡、隐形黑光墨水、荧光黑光地毯甚至荧光黑光发胶。

当人们打开黑光灯时,首先映入眼帘的是有几件衣服发出亮光了,其原因是大部分洗涤剂含有磷,使白色在日光下显得更加明亮。日光含有紫外光,使白色发出“比白色本身更明亮”的光。暗色的衣服不发光是因为较暗的色素会吸收紫外光。




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西峰区15074722485: 黑光诱虫灯的原理 -
逄刷金石: 黑光灯是一种特制的气体放电灯,灯管的结构和电特性与一般照明荧光灯相同,只 是管壁内涂的荧光粉不同.黑光灯能放射出一种人看不见的紫外线,且农业害虫有很大 趋光性,所以广泛用于农业.该灯有H一20、H一4O型号,其额定电压力220V,功率分别 为20W、40W.供电电源可有交流和直流二种.交流供电的有“黑光诱虫灯”和“高压电网 灭虫灯”等. 黑光诱虫灯是由黑光灯管及其配件,防雨罩、挡虫板组合而成.使用时在灯下放置一 个盛有杀虫药剂的收集器,把诱来的害虫杀死. 高压电网灭虫灯由黑光诱虫灯、变压器、电网及保护指示器等组成.工作时电网上有300O~50OOV高电压,黑光灯诱来的害虫触网即被电击杀死.

西峰区15074722485: 谁能告诉我黑光灯灭虫的工作原理 -
逄刷金石: 黑光灯就是紫外线灯.昆虫具有趋光性实际上是对紫外线敏感,因此紫外线灯具有比普通灯光更好的诱虫效果.又因人眼对紫外线不敏感,同样功率的灯管人看起来比普通灯管暗很多,人们形象地说紫外灯发的是人眼看不见的“黑光”,故名.

西峰区15074722485: 黑光灯发光吗? -
逄刷金石: 发光 黑光灯有两种不同类型,但它们基本上的工作原理是一样的.管状黑光灯是用了不同类型的磷涂层,这个涂层吸收有害短波UV-B和UV-C光并且发出UV-A光(和荧光灯中的磷吸收紫外光并发出可见光的同样基本方式)黑玻璃管本身阻塞大部分见光,所以最后只有良性的长波UV-A光和一些蓝光和蓝紫色光通过.白炽黑光灯泡和普通的灯泡很相似,但它使用了滤光器来吸收来自加热灯丝的光.除了红外和UV-A光(还有极少量可见光)外其它的都吸收了.这两种灯的设计,发出的紫外光与不同的外部磷产生反应就正如荧光灯内的紫外光与磷涂层产生反应的一样只要有紫外光照射到它们,外部的磷就会发光.

西峰区15074722485: 黑光灯灭虫为何是物理防止而不是生物防治?不是利用了生物的趋光性吗?
逄刷金石: 是虫子的趋光性 诱虫原理 黑光灯之所以夜间能用来诱杀昆虫,是因为:趋光性昆虫的视网膜上有一种色素,它能够吸收某一特殊波长的光,并引起光反应,刺激视觉神经...

西峰区15074722485: 为什么磷原子能吸收并释放光子? -
逄刷金石: 传统黑光灯设计和荧光灯的比较只是有几个重要的更改.荧光灯是由电流通过充满惰性气体的管和少量的水银而产生光.当通电的时,水银原子以可见光子形式发出能量.它们发出一些可见光子,但大部分是以紫外线波长范围发出的光子.紫外...

西峰区15074722485: 黑光灯真的能发黑光吗? -
逄刷金石: 黑光灯发出的是紫外光,因为紫外光不可见,所以俗称“黑光”,并不是指“黑色的光”. 从光谱上分析,黑色,其实是没有光线造成的.所以,黑光灯发出的不是“黑光”,自然界中也并不存在“黑色的光”.

西峰区15074722485: 荧光灯是怎么发光的?
逄刷金石: 荧光灯只是气体放电管在照明方面的 一种应用.黑光灯是没有添加磷光粉涂层 的荧光灯.它们发出的多为紫外光,紫外 光激发黑光灯外的磷原子发出可见光.由 于大多数衣物清洁剂都含有磷光物质,因 此白色的衣服在黑光灯的照射下会发光.霓虹灯是含有氖等气体的气体发电管. 当这些气体被电子和离子激发时,就会发 出五颜六色的可见光.许多街灯都使用了 类似的照明系统.

西峰区15074722485: 黑光灯为什么能让白色衣服发亮 -
逄刷金石: 黑光灯能让白色衣服发亮是因为,黑光灯是一种特制的气体放电灯,它发出330-400nm的紫外光波,这是人类不敏感的光,这种人类不敏感的紫外光能让白色衣服发亮

西峰区15074722485: 有没有发黑光的灯泡? -
逄刷金石: 黑光灯(图1)黑光灯是一种特制的气体放电灯,它发出3300-4000nm的紫外光波,这是人类不敏感的光,所以把这种人类不敏感的紫外光制作的灯叫做黑光灯.黑光灯看上去就好像普通的荧光灯或者白炽灯泡,但它们有些地方是完全不同的....

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