当灯丝温度较低时其辐射光谱中黄光为何很窄?

作者&投稿:平治 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
灯丝为什么要做成螺旋状?~

灯具是人们用作照明的器具,由于结构和安装地点不同,其照明效果也不一样。日常生活中使用较多的是,用透明或半透明的玻璃或塑料,制成各种形状的灯罩,包围着光源(灯泡),这种灯具使上下空间都有光线,室内亮度比较均匀,因此使用较多。

灯泡是一种热辐射光源,能辐射连续光谱,显色性能好,结构简单,开闭灵活,调光方便,无频闪现象,价格便宜,是目前使用最广泛的光源之一。但它光效低,寿命短,不经济,在一定程度上限制了应用。

灯泡是由灯丝、支架、引线、泡壳和灯头等组成的。小功率的灯泡(40W以下)是真空的,大功率的灯泡内部充氩、氮或氩氮混合气体。充气可以有效地抑制灯丝的蒸发,延长灯泡的寿命,或在维持相同寿命条件下,提高灯丝的温度从而提高发光效率。但是灯泡内充入气体后,热传导和热对流的作用将使灯丝的功率损失一部分。因此对于小功率的灯泡充气,其效果是得不偿失的。灯丝的材料是钨丝,把它加工成单螺旋,双螺旋及多重螺旋等形状,使发光体更为集中,从而减少气体的热导损失,提高发光效率。螺旋状
简单说来,灯丝做成螺旋状是为了增大灯丝的长度。
为什么要增大灯丝的长度呢?
确定功率的灯泡的电阻值是确定的,钨丝正常工作时的电阻率也是确定的,如果灯丝是单线,为达到使灯泡正常工作的阻值灯丝就必须非常细,机械强度比较差。为了增大灯丝的机械强度,就要增加灯丝的截面积。但这会使灯丝的电阻减小。为保持阻值不变,就要延长灯丝的长度,这样就必须把灯丝做螺旋状。

不同功率的白炽灯的灯丝只是在横截面积上有不同 也就是说灯丝的粗细不同

B 试题分析:白炽灯灯丝、电饭锅、电熨斗都是利用电流的热效应工作的,如果导体没有电阻,当用电器通电时,用电器不会产生电热,白炽灯不能发光,电饭锅不能煮饭,电熨斗不能熨衣服.导体有电阻时,电动机工作,电能转化为机械能和内能,假设导体没有电阻,当电动机通电时,电动机不会产生电热,电能全部转化为机械能,效率更高更好.本题答案选B.

灯丝温度可以用光测温度计,或者用光谱仪测得灯丝光谱强度,找到峰值波长,再根据维恩定理计算温度光测温度计、光谱仪等进行测量。测量灯丝温度的方法:光测温度计,或者用光谱仪测得灯丝光谱强度,找到峰值波长,再根据维恩定理计算温度光测温度计、光谱仪。维恩定理编辑因发现热辐射规律——维恩位移定律和建立黑体辐射的维恩公式,维恩(WilhelmCarlWernerOttoFritzFranzWien1864~1928)获得了1911年度诺贝尔物理学奖。19世纪末,人们已经认识到热辐射和光辐射都是电磁波,并对辐射能量在不同频率范围内的分布问题,特别是黑体辐射,进行了较深入的理论和实验研究。维恩和拉梅尔发明了第一个实用黑体——空腔发射体,为他们的实验研究提供了所需的“完全辐射”。维恩在前人研究的基础上于1893年提出了理想黑体辐射的位移定律:lmaxT=常数。该定律指出,随着温度的升高,与辐射能量密度极大值对应的波长向短波方向移动。由于辐射通量密度与辐射能量密度之比为c/4,所以在测出对应辐射通量密度极大值的lmax后,就可以根据维恩位移定律确定辐射体的温度。光测温度计就是根据这一原理制成的。 接着,维恩研究了黑体辐射能量按波长的分布问题。他从热力学理论出发,在分析了实验数据之后,得到了一个半经验的公式:u=b(λ^-5)(e^-a/λT)(其中λ^-5和e^-a/λT分别表示λ的-5次方以及e的-a/λT次方。u表示能量分布的函数,λ是波长,T是绝对温度,a,b是常数。当然,这里只是给大家看一看这个公式的样子,对数学和物理没有研究的朋友们大可以看过就算,不用理会它具体的意思)。即维恩公式。其中,El为在波长l处单位波长间隔的辐射能量;C1和C2是两个经验参数,通过符合实验曲线来确定;T为平衡时的温度。维恩公式在短波波段与实验符合得很好,但在长波波段与实验有明显的偏离。后来,在进一步探索更好的辐射公式的过程中,普朗克建立了与所有的实验都符合的辐射量子理论。但是,在利用光学高温计测量温度时,人们仍经常采用维恩公式,因为它计算简单且足够精确。



当绝对黑体的温度较低时,例如1000-2000K,其辐射峰值在光谱的红色端,强度依次向光谱的两端递减,在黄色段能量相对已经很低,因此在题主给出的示意图上,无法以可见的形式表示。依据物体光谱辐出度或辐射亮度和其温度T的关系,可以测出物体的温度。工程上,直接测定物体光谱辐出度比较困难,而测定物体的辐射亮度,则相对容易得多。故目前国内外使用的光谱辐射温度计都是根据被测物体的光谱辐射亮度来确定依据物体光谱辐出度或辐射亮度和其温度T的关系,可以测出物体的温度。工程上,直接测定物体光谱辐出度比较困难,而测定物体的辐射亮度,则相对容易得多。故目前国内外使用的光谱辐射温度计都是根据被测物体的光谱辐射亮度来确定物体温度的。我国目前生产的光谱辐射温度计有光学高温计、光电高温计及硅辐射温度计等。



辐射温度计是根据全辐射定律,基于被测物体的辐射热效应进行工作的。它通常由辐射敏感元件、光学系统、显示仪表及辅助装置等几大部分组成。辐射温度计是最古老、最简单、较常用的非接触式高温检测仪表,过去习惯称之为全辐射温度计。虽然此种仪器有能聚集被测物体辐射能于敏感元件的光学系统,但实际上任何实际的光学系统都不可能全部透过或全部反射所有波长范围的全部辐射能,所以把它直接称之为辐射温度计,似乎更合理一些。辐射温度计与光学高温计一样是按绝对黑体进行温度分度的,因此用它测量非绝对黑体的具体物体温度时,仪表上的温度指示值将不是该物体的真实温度,我们称该温度为此被测物体的辐射温度。由此,我们可以给辐射温度定义为:黑体的总辐射能量等于被测非黑体的总辐射温度。




灯泡的原理
卤钨灯的基本发光原理和白炽灯相同,都是热辐射光源。不同的地方在于卤钨灯里面充入了特殊的工作气体,其成分是95%的混合气(二溴甲烷和氪气)以及5%的高纯氮,这些气体在灯泡内建立了卤钨循环。具体过程是灯丝中的钨挥发出来后,会向温度较低的地方移动,然后在管壁处和Br2结合生成WBr2;而在温度...

冬天室内使用的小太阳的灯光会不会是人变黑
白炽灯的灯光不会使人变黑,因为其光谱中紫外线的含量远低于太阳光。白炽灯的灯丝温度大约为2800K,相较于太阳表面的5778K,其黑体辐射谱峰值明显偏向红光区域。所以,白炽灯在紫外波段的辐射功率极低,因此不具备晒黑的效果。

白炽灯是温度辐射光源。
简单来说,就是当物体被加热到一定温度时,它会发出可见的光线。这种发光现象是由于物体内部的电子在受热后变得更加活跃,当电子从高能级跃迁到低能级时,会释放出能量,这些能量以光子的形式辐射出去,形成我们看到的光。白炽灯的工作原理正是基于这一原理。在白炽灯中,有一个被称为灯丝的金属丝(通常...

光是怎么产生的?
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红外线灯和普通灯泡的区别有哪些?
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灯泡开得久了,温度升高,电阻变大,为什么越亮了?
你说的功率是耗电功率,而不是发光功率。灯泡是电能转化为热能再转化为光能的,温度升高,转化为光能的热能在单位时间内会增加,所以越热越亮。而温度升高,电阻增大,耗电功率会减少。所以,灯泡刚开时,发光功率小,耗电功率却较大,发光效率会较低;待到温度升高到稳定后,发光效率才达到最高,此时...

灯丝从冷却状态到受热发光为什么几乎在瞬间完成
灯丝的制造缺陷是问题的关键。如果灯丝各处的粗细和材质非常均匀,灯丝的寿命与开关次数就没有关系,但是,灯丝会在某些部位有缺陷,比如 “砂眼”或微小裂纹,这些部位在启动时就会率先升温,温度越高的地方,电阻越高,压降向这些地方集中。所以,启动的过程中,缺陷点的温度要高于平衡以后的温度。而灯丝...

白炽灯的发光原理
在使用白炽灯时,注意不要去处接触灯泡,第一,灯泡表面温度很高,容易烫着手。第二,灯泡在工作时,钨丝在很高的温度下变软,如果晃动灯泡,容易使灯泡损坏。白炽灯是将电能转化为光能的,以提供照明的设备,其工作原理是:电流通过灯丝(钨丝,熔点达3000多摄氏度)时产生热量,螺旋状的灯丝不断将热量...

照明网常识
效果显色、围墙照明,而气温较低的地区则多用4000K以下的光源,都是连续光谱,用于室内的光源如日光灯则为百分之八十、JCV,光源的显色性越好,将其显色指数定为100,Ra值越大。 卤素灯 J,黑体的温度就称为该光源的色温、具凉爽气氛 一般场所 白色48~82 61 可 4200 微黄色光、室外信道照明、景观照明。黑体辐射...

白炽灯跟日光灯有啥区别?
1. 白炽灯将灯丝通电加热到白炽状态,利用热辐射发出可见光的电光源。白炽灯的光效虽低,但光色和集光性能很好,是产量最大,应用最广泛的电光源。白炽灯又叫做电灯泡,它的工作原理是电流通过灯丝(钨丝,熔点达3000多摄氏度)时产生热量,螺旋状的灯丝不断将热量聚集,使得灯丝的温度达2000摄氏度以上...

广昌县15241836290: 为什么白炽灯灯丝温度越低会变暗?有计算公式吗?谢谢. -
镡别复方: 灯丝通过电流,灯丝有一定电阻,在电流作用下就会发热.灯丝温度越高辐射的可见光种类越多,按照赤、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的顺序来,辐射的可见光种类越多越接近白色(日光),也就是温度越高越亮.其工作原理不同于日光灯.要说公式还真麻烦,不过应该可以查到,辐射可见光的温度范围.

广昌县15241836290: 为什么白炽灯是黄光呢? -
镡别复方: 光的颜色取决于光子的频率,白炽灯的温度使钨的外围电子跃迁到高能级,电子从高能级跃迁回低能级时放出光子,高能级与低能级的能量差对应的光子频率可能集中于黄光区. 呵呵,没有数据,没有计算,仅为理论分析.

广昌县15241836290: 为什么白炽灯发出黄光? -
镡别复方: 和灯丝(钨丝)的温度有关.为保证使用寿命,就必须在钨丝可以承受的较低温度来工作.如果提高钨丝温度,光色会越来越白.白炽灯的色温大约为2700K

广昌县15241836290: 为什么灯通常是橙黄色的? -
镡别复方: 灯丝被加热,隔绝空气的情况下没有燃烧只能放出光.就像打铁的时候铁水一般是红色的,但是温度足够高的时候就会有“白热化”.相对较高的温度会导致辐射波长变短,常温下放出的肉眼不可见的红外光,灯丝温度使波长缩短成为红色、橙色,如果温度再高就会成为白色、青色、蓝色.可以参考一下战斗机的尾炎,起飞的时候是由红色变为蓝色的. 高的温度会让物体辐射出的光子有更高的能量,所以波长会缩短.

广昌县15241836290: 彗星的光谱分为哪几种? -
镡别复方: 彗星的光谱一般可分为3类:连续光谱、吸收光谱和发射光谱.(1)连续光谱:在很宽的波长范围内的各波长都有辐射,没有间断没有任何亮的和暗的光谱线.广义地说,任何物体都以电磁波形式发射连续的热辐射,温度越高,辐射越强,并且辐...

广昌县15241836290: 物理题:白炽灯的灯丝为什么用钨丝做?讲明原因 -
镡别复方: 灯丝发光是不可燃物白热化的现象 白热化是当物体受热到1200-1500℃时发白光的状态 因为钨丝的导电性能不佳 电阻较大 在相等通电时间的情况下 产生的热量较多 足以使钨丝达到白热化的所需温度 应此会发白光 又因为钨丝的熔点高 达2700℃以上 所以不会在通电时快速融化 所以白炽灯的灯丝都选用钨丝 Ps: 对楼下下下的嗅嗅26作个改正 钨丝升华后凝华后会附着在灯泡壁上 会影响到发光强度 现代有种白炽灯称碘钨灯和溴钨灯 专门针对白炽灯的这种缺点进行改进 希望楼主不要觉得太长啊……

广昌县15241836290: 节能灯电路原理分析 -
镡别复方: 电子节能灯主要是通过镇流器给灯管灯丝加热,大约在1160K温度时,灯丝就开始发射电子(固在灯丝上涂了一些电子粉)电子碰撞氩原子弹性碰撞,氩原子碰撞后,获得能量又撞击汞原子在吸收能量后,跃迁产生电离;发出253.7nm的紫外线...

广昌县15241836290: 电灯工作的原理? -
镡别复方: 白炽灯泡的灯丝是钨丝,有良好的发热效果,所以我们都知道在电灯亮了之后摸上去有发热的效果,这是一部分电能转化成热能,还有就是电能转化成原子中电子跃迁的能量(电子跃迁是分能级的,高中有解释),而且这时候跃迁的电子是外层...

广昌县15241836290: 为什么灯丝在开灯瞬间时电阻最小电流最大 -
镡别复方: 灯丝在开灯瞬间时,电阻最小,电流最大的解释如下: 作为金属材料一般都有一个共性,即当温度增加时,电阻增大.而灯丝在开灯瞬间时,温度较低,此时电阻最小(比较亮灯后,温度升高时的电阻);在电压一定的情况下,根据I=U/R可知,当R最小时,I应该最大.所以,灯丝在开灯瞬间时,电阻最小,电流最大.

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