エネルギー研究所ー新たなエネルギーとは

白熱電灯はなぜ明るくなるのか?また光の正体についても知りたい

白熱電灯はなぜ明るくなるのか?また光の正体についても知りたい

白熱電灯はエジソンによって発明されたといわれていますが、それに先行する例もあり、エジソン一人の功績ということはありません。

それでも。白熱電灯は一般人に電気のすごさを見せたことになります。

 

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白熱電球の構造

電球は実際に光を発する ①フィラメント、それを保護する②ガラス球、そして③口金から成り立っています。

ガラス球の中は真空のものや不活性ガスを封入したものがあり、高温になるフィラメントの燃焼(酸化)や蒸発を防いでいます。

 

 

白熱電灯の仕組み

白熱電球は導入線によりフィラメントが固定されており、このフィラメントに電流を流すことで、電気抵抗が生じます。
この抵抗によりフィラメントの温度が上昇し、およそ2000度~3000度の高温となることにより白熱化して、光るという原理です。

開発された当初は白熱電球のフィラメントには炭化させた竹が利用されていましたが、現在はタングステンと呼ばれる金属が利用されています。

白熱電球が切れるというのは、白熱電球の発光原理(光る仕組み)と密接に関連しています。
白熱電球はフィラメントに白熱化(高温にする)ことで光を得ています。高温化することによりフィラメントは蒸発(昇華)してしますのです。
フィラメントが蒸発(昇華)することによりフィラメントは小さくなり、やがて切れてしまいます。
フィラメントが切れる(導入線とつながらなくなる)ことで、電気が通らなくなり、点灯しなくなります。

なお、白熱電球の中に不活性ガスが封入されるのは、白熱化により蒸発(昇華)したフィラメント(タングステン)が蒸発(昇華)するのを防ぐという意味があります。

白熱電灯の弱点として電力の多くが赤外線や熱として無駄に放射されているため効率が悪いのです。

たとえば、100W の白熱電灯の場合、可視光線として利用される電力は10%に過ぎません。

72%は赤外線や熱として放射され、残りは熱伝導として消費されます。

 

 

光とは

光とは,紫外放射,可視放射,赤外放射の範囲の電磁波のことをいいます。

波長で言えば,1nmから1mmの波長をもつ電磁波を「光」、

この波長域の電磁波を放射する放射体を「光源」いいます。

一般には,視覚系に,明るさ,および色の知覚・感覚を生じる光,すなわち可視放射のことをいいます。

紫外放射とは,波長が約1nmから360~400nmの放射であり,一般には「紫外線」といわれているものです。

可視放射(可視光線)とは、目に入って明るさ感覚を生じさせる光放射のことで、いわゆる「光」あるいは「可視光」のことです。

一般に可視放射の波長限界は短波長 側で360~400nm

長波長側で760 ~830nmの間とされていますが、実用的には380nmから780nmを可視放射とします。

この波長範囲のなかでは,短い波長では青,長い波長では赤というように,人間の目は色感で鋭敏に感じとることができるのです。

赤外放射とは,おおよそ波長 780nmから 1mm程度までの放射のことで,一般には「赤外線」といわれ,物体に吸収されると熱エネルギーに変換されます。

つまり、波長が400mmより短いと紫外線となり、さらに短いとX線、γ線となり、生物の生命を脅かすほどの高いエネルギーとなります。

800mmより長いと赤外線で、熱線とも呼ばれます。

さらに長いと電波になります。

光源を歴史的な視点から分類すれば,自然光源(太陽など),燃焼光源(たいまつ,ガス灯)

電気エネルギーを使った光源(電気的光源,例えば白熱電球,蛍光ランプ)に分けられます。

 

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まとめ

 

世界はエネルギーをめぐる問題にあふれています。

エネルギー不足、また化石燃料の枯渇の危険、また気候変動の問題があります。

大量に発電でき、また温室効果ガスの一つである二酸化炭素(CO2)を排出しない原子力発電は、地球規模の問題を重要な対策になります。

原子力を利用しないことは、そうしたエネルギー使用の問題を続けてしまうことになります。

現在の暮らしを見つめなおして、

未来の暮らしを考えてみましょう。

それでは、最後まで読んでくださって

どうもありがとうございました!^^

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してくださると幸いです◎




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