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蛍光灯が白熱灯よりもエネルギーを節約するのはなぜですか

40 ワットの蛍光灯は、150 ワットの白熱灯とほぼ同じ明るさですが、白熱灯よりも消費電力が少なくなります。つまり、蛍光灯の発光効率は白熱灯よりも高く、白熱灯よりも節電になります.

根本的な理由は、蛍光灯と白熱灯では光の放出が異なるためです。白熱灯は、フィラメントに流れる電流の熱効果によって発光します。物体は525T以上に加熱すると発光し、温度が上がるほど発光効率が上がるため、フィラメントには通常高融点タングステンフィラメント(融点3410T)が使われます。白熱灯の発光効率は改良を重ねて改善されてきましたが、電気エネルギーを光エネルギーに変換する部分はまだ非常に小さく、電気エネルギーのほとんどは熱エネルギーとなって無駄に消費されています。

蛍光灯の発光原理は異なり、蛍光灯のランプ管の内壁は蛍光物質の層でコーティングされ、両端に電極が取り付けられ、管内にはアルゴンガスと少量のガスが充填されています。水銀の(すなわち、水銀)。電流がオンになると、電極は電子を放出し、これらの電子はランプ管内を非常に高速で反対側に移動し、途中でアルゴン分子に遭遇すると、より多くの電子が放出されます。多数の電子が水銀蒸気分子と衝突するため、水銀蒸気分子は余分なエネルギーを得て、より高いエネルギー状態にジャンプします。これらの分子が高エネルギー状態から通常のエネルギー状態に戻るとき、過剰なエネルギーが紫外線の形で放出されます。紫外線は目に見えませんが、管壁の蛍光物質に吸収された後、蛍光物質が可視光を発します。蛍光灯の発光過程ではほとんど熱が発生せず、発光する光は一種の冷光であることがわかります。これにより、蛍光灯の発光効率が大幅に向上し、白熱灯よりも多くの電力を節約できます。

異なる蛍光物質は、異なる周波数の光を発することができます。これは、私たちの目に異なる色の光をもたらします。適切な蛍光体を選択すると、蛍光灯の光を太陽光に非常に近づけることができます。これは、通常、蛍光灯と呼ばれるものです。

ホタルも光を放ちますが、その光も冷光です。また、ホタルの発光効率は蛍光灯に比べてはるかに高いです。これらの動物から学び、発光効率をさらに向上させる方法は、科学者が非常に関心を持っている問題です。


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