人类照明的发展历史Word文件下载.doc

1、早期的油脂，主要是动物脂肪，又肥又不好吃，就用来照明；其次就是松树油脂。火把的历史，可能有上百万年。从1954年至1998年陆续发掘的位于福建闽侯县甘蔗镇昙石村西北侧的“昙石山文化遗址”，距今45005500年，属新石器时代晚期。遗址中出土了保存完好的陶瓷做的油灯，有多个防风孔，比外国的同类灯早了1000多年，这是我国最早的油灯，也是世界上最早的油灯，被誉为“中华神灯”。人类使用油灯照明的历史特别长。在这期间，油灯经过了多次改进。油灯用油从动物油改为植物油，最后（20世纪）又被煤油取代。灯芯也经历了草、棉线、多股棉线的变化过程。为了防止风把火吹灭，人们给油灯加上了罩。早期的罩是用纸糊的，很不安

2、全，后来改用玻璃罩。这样的油灯不怕风吹，在户外也照样使用，而且燃烧充分，不冒黑烟。中国最早的太阳能利用，其历史可追溯到2700年前。远在 3000多年前的西周时代（公元前 11世纪），就已有了“阳燧取火”技术的记载，所谓“阳隧”，就是形似凹面镜的金属圆盘，对着太阳聚光，在聚光点点燃艾绒等易燃物，取得火种。这是一种最古老的太阳能聚光器。沈括梦溪笔谈中对阳燧的原理作了科学的论述。国外认为阿基米德是利用太阳能最早的人之一。约在公元前 215210年间，古罗马帝国的舰队侵占了西西里岛，派了一支舰队攻打希库扎港，著名的学者阿基米德，为了保卫家乡，他让每个士兵用擦亮的铜盾，排列在城堡上，把太阳光聚集反射到

3、入侵的罗马舰船上，结果使舰船起火，敌人仓惶逃跑。根据大英百科全书记载，在公元3000年前（据今5000年），埃及和希腊就有蜡烛的相关纪录，古代的蜡烛皆以动物脂肪制造。1358年，在英国伦敦，人们用蜂蜡来制造蜡烛照明。1830年，K. V. Reichenbach在实验室中从煤炭沥青中分离出石蜡。1934年，FischerTropsch（费歇尔托晋希）蜡的商业化生产，开始合成蜡的制造历史。在中国，商代（公元前1766年前1111年）的甲骨文中也未见灯、烛之类的字样。西周（公元前1097年公元前771年）时，在人们日常生活中出现的“烛”应是最早的照明用器的记载。西周时“烛”应是一种由易燃材料制成的

4、火把，用于执持的已被点燃的火把，称之为烛；放在地上的用来点燃的成堆细草和树枝叫做燎；燎置于门外的称大烛，门内的则称庭燎。汉字“灯”，则是从“豆”演变而来。战国时期（公元前403年前221年）的楚辞招魂有记载。一个小小的、表面坑坑洼洼的陶碗，碗的底部有一个把手支撑，简单的造型，粗糙的工艺，放在一般人眼里，就是一件不值钱的陶器。这“豆”是碗形的照明工具，就是“灯”。在中国的灯具史上，成就最高的灯是出现在西汉（公元前202年公元9年）。这种灯是供宫廷贵族使用的青铜灯，灯的火苗上方带有连着烟管的烟罩，灯烟可以经由罩和管排入蓄水的灯身里达到“取光藏烟”的环保效果。其中最著名的灯就是1968年河北省满城县

5、出土的“长信宫灯”。公元12世纪，就已有关于生物发光的记载。但直至1887年，才由法国R.杜布凡开创对生物发光物质的科学研究。20世纪60年代以前，为荧光素-荧光酶系统的概念占优势的时期，主要是观测研究生物发光的器官、组织和生理，其代表性著作有美国E.N.哈维1952年出版的生物发光。60年代以后，随着观测仪器和萃取技术的改善，在发光物质的合成及其结构、量子产量测定以及发光反应机制等方面，都获得了许多新进展，特别是“发光蛋白”型系统的发现，标志着对生物发光的研究进入了新阶段。该时期的代表性著作有1978年英国P.J.赫林主编的生物发光作用。生物性冷光有多种用途，如发光菌灯可作为火药库的安全照明

6、。利用夜间可以发光的萤火虫作为光源，是中国人的发明。晋朝时期（265年420年），有个名叫车胤的人，从小好学不倦，连夜晚的时间也不肯白白放过。但是由于家里很穷，买不起点灯的油，所以每到夏夜，他就抓来许多萤火虫，放在有小洞的囊内，利用萤火虫的光来看书。结果苦学的车胤终于出人头地，最后官至吏部尚书。此外，古书古今秘苑也曾经记载：“取羊膀胱吹胀晒干，入萤百余枚，系于罾足底纹，群鱼不拘大小，各奔其光，聚而不动，捕之必多。”这是利用萤火虫的亮光捕鱼的故事。 1780年，瑞士物理学家与化学家Aim Argand （1750年7月5日1803年10月14日）发明了阿尔冈灯（Argand lamp）。它是自油

7、灯和蜡烛发明以来第一个重大进步。这种油灯的亮度，相当于610根蜡烛。1792年，出现了煤气灯。世界上第一盏煤气灯是苏格兰人威廉默多克发明的。他于1792年将灯装在了他在英国康沃尔的家中。1828年，瑞典化学家贝采利乌斯发现了钍，二氧化钍在高温下受到激发，会射出白色的光。人们利用它的这一特性，制造可以提供更大区域照明的煤气灯。1865年12月18日，作为道路交通的重要配套设施，煤气灯、电灯先后试验成功，并最先在道路两旁使用。1809年，英国化学家戴维曾以两千多组伏打电池为电源，发明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。但戴维的弧光灯，成本太高，光线太强，只能用

8、于灯塔或公共场合的照明，不可能大规模推向民用。1835年，英国物理学家和化学家法拉第对气体放电进行了研究。在1907年至1910年期间，科学家克洛德和林德发明了液态空气分馏。利用这一发明，在霓虹灯内充入一定的惰性气体，这样就明显减缓了气体在灯管内部的消耗速度，颜色也丰富了，可产生红、绿、蓝、黄等颜色。第二次世界大战前夕，光致发光的材料被研制出来了。这种材料不仅能发出各种颜色的光，而且发光效率也高，我们称之为荧光粉。荧光粉被应用在霓虹灯制作中后，霓虹灯的亮度不仅有了明显提高，而且灯管的颜色也更加鲜艳夺目，变化多端，同时也简化了制灯的工艺。故在第二世界大战结束后，霓虹灯得到了迅猛的发展。1854年

9、亨利戈培尔使用一根炭化的竹丝，放在真空的玻璃瓶下通电发光。他的发明今天看来是首个有实际效用的白炽灯。他当时试验的灯泡已可维持400小时，但是并没有实时申请设计专利。1850年，英国人约瑟夫威尔森斯旺（Joseph Wilson Swan）开始研究电灯。1878年，他以真空下用碳丝通电的灯泡得到英国的专利，并开始在英国建立公司，在各家庭安装电灯。19世纪中叶，F.塔尔博特首次应用火花隙放电作为高速摄影的曝光光源，这是最早的人造脉冲光源（是利用贮存的电能或化学能，在极短时间内发生高强度闪光的氙气灯雏形）。以后出现了惰性气体脉冲放电光源（即氙气灯），才使脉冲光源真正进入实用阶段。1874年，加拿大的

10、两名电气技师申请了一项电灯专利。他们在玻璃泡之下充入氮气，以通电的碳杆发光。但是他们无足够财力继续发展这发明，于是在1875年把专利卖给了爱迪生。爱迪生买下专利后，尝试改良使用的灯丝。1879年他改以碳丝造灯泡，成功维持13个小时。到了1880年，他造出的炭化竹丝灯泡曾成功在实验室维持1200小时。但是在英国，约瑟夫斯旺控告爱迪生侵犯专利，并且获得胜诉。爱迪生在英国的电灯公司被迫让斯旺加入为合伙人。但后来斯旺把他的权益及专利都卖了给爱迪生。在美国，爱迪生的专利亦被挑战。美国专利局曾判决他的发明已有前科，属于无效。最后经过多年的官司，爱迪生才取得碳丝白炽灯的专利权。1892年，爱迪生通用电气公司

11、和汤姆森休斯顿电气公司合并，创立通用电气公司（General Electric Company，GE）。爱迪生的最大发明是使用钨代替碳作为灯丝。之后在1906年，通用电器发明一种制造电灯钨丝的方法。最终廉价制造钨丝的方法得到解决，钨丝电灯泡被使用至今。1907年，Henry Joseph Round第一次在一块碳化硅里观察到电致发光现象。1930年，照相闪光灯问世，取代了专业摄影师之前使用的闪光粉。1930年，低压钠灯问世。1932年，荷兰飞利浦公司首次将低压钠灯商品化。它是利用低压钠蒸气（工作蒸气压不超过几个帕）放电产生可见光的电光源。蒸汽灯出现，是由密封在玻璃管里的各种元素蒸汽通以电流而发

12、光的。其光效是荧光灯的2倍，卤钨灯的10倍。蒸汽灯有水银蒸汽灯和钠蒸汽灯。30年代，场致发光灯（Electro-luminescent lamp，EL），又称平面电致发光技术开始研究。80年代中期，EL发光器件在国内外高科技电子产品中开始逐步推广应用，如用于液晶背照明、飞机与汽车仪表等。1934年，汞灯问世，第一个高压气体放电灯。1938年，美国GE（General Electric Company）的科学家伊曼发明了荧光灯（日光灯）第一个真正的低压放电灯。他在真空管内壁上涂上荧光粉，然后充进一定量的水银（蒸汽），管的两端各有一个灯丝做电极。当接通电源后，荧光物质就将水银蒸汽发出的光线转化为荧

13、光。这种荧光灯比白炽灯更亮，光线柔和，而且省电。20世纪40年代初，联邦德国奥斯兰公司发展研究中心实验室率先研究了稀有气体短弧光源的特性。经多年研制和改进，于1951年正式向市场推出超高压短弧氙灯。HID就是High intensity Discharge“高压气体放电灯”的英文缩写，可称为重金属灯或氙气灯。它的原理是在UV-cut抗紫外线水晶石英玻璃管内，以多种化学气体充填，其中大部份为氙气（Xenon）与碘化物等惰性气体，然后再透过增压器（Ballast）将车上12伏特的直流电压瞬间增压至23000伏特的电流，经过高压震幅激发石英管内的氙气电子游离，在两电极之间产生光源，发出高达5000

14、K色温的光芒，这不但是传统卤素灯所难以达到的光度，5000 K其实也是最接近正午日光的色温，最能让人眼感觉舒服的光度。目前的HID有高压钠灯、（荧光）高压汞灯、氙气灯、金属卤化物灯等。1945年，Circline 荧光灯问世，它可以在小空间里发出最多的荧光。气体放电型电光源包括荧光灯，金属卤化灯、高压钠灯、高压水银灯等等。它们都是通过高压或低压气体的放电来发光的。由于发光效率高，因此是目前应用最为广泛的电光源。但是气体放电型电光源由于其放电机制，使其在正常工作区往往具有负电阻特性：即随着电流的增加，电压反而减小；反之亦然。因此如果将气体放电灯直接接到电压源，将会因电流迅速增大到超过极限而烧毁，因此必须使用镇流器串联在电路中对其电流进行限制。1959年，卤素灯问世。卤素灯泡（Halogen lamp），亦称钨卤灯泡，是白炽灯的一种，使白炽灯的技术达到了一个新境界。原理是在灯泡内注入碘或溴等卤素气体。在高温下，蒸发的钨丝与卤素进行化学作用，蒸发的钨会重新凝固在钨丝上，形成平衡的循环，避免钨丝过早断裂。1961年，高压钠灯问世。节能灯、荧光灯和低压钠灯属于低压气体放电灯，而汞蒸气灯、金属卤化物灯和高压钠灯（HPS）属于高压气体放