Wikijunior:事物如何运作/灯泡
虽然早在1801年，英国科学家汉弗莱·戴维就在实验室中演示了电能转化为光的现象，但现代形式的电灯泡的开发却花费了100多年的时间，这得益于许多发明家的贡献。
第一个成功的白炽灯泡是由英国发明家约瑟夫·斯旺爵士制造的。1850年，他开始研究使用碳化纸灯丝在抽真空的玻璃泡壳中制造灯泡。到1860年，他已经能够展示一个工作的装置，并获得了英国专利，涵盖了部分真空、碳丝白炽灯。15年后，即1875年，斯旺借助更好的真空和碳化线作为灯丝，重新考虑了灯泡的问题。斯旺改进的灯泡最显著的特点是真空管中残留的氧气很少，不会点燃灯丝，从而使灯丝几乎可以白炽发光。斯旺于1878年获得了他的装置的英国专利，大约比托马斯·爱迪生早一年。斯旺向纽卡斯尔化学学会报告了成功，并在1879年2月在桑德兰理工学院的一次讲座中，他展示了一盏工作的灯。从那一年开始，他开始在英国的家庭和地标建筑中安装灯泡。他在盖茨黑德劳费尔凯尔斯巷的住宅安德希尔是世界上第一个安装工作灯泡的住宅。1881年，他创办了自己的公司，即斯旺电气照明公司，并开始商业化生产。
1879年，美国人托马斯·爱迪生在其他设计失败后，采用了斯旺的白炽灯泡，使用碳丝在无氧灯泡中发光。他最终制造出一种可以发光超过1500小时的灯泡。他在法庭上输给了斯旺的专利权挑战，但美国神话继续宣扬爱迪生而不是斯旺发明了灯泡。
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灯泡使用钨丝作为发光介质。电流通过灯泡中一根细的钨丝，称为灯丝。灯泡中使用的灯丝具有一种称为“电阻”的特性。电阻是指物体对流过它的电流产生的摩擦量。钨丝的制造方式使其具有很大的电阻。由于这种电阻，灯丝会发热并开始发光，将电能转化为光能。这是由于焦耳效应，这意味着当电流通过电阻时，电阻会发热。电能转化为光和热，照亮周围环境。
如果正确使用，灯泡本身并不危险。虽然它们的主要功能是产生光能，但作为副作用，它们也会产生热量。
灯泡根据其使用的瓦数出售——瓦数越高，灯泡越亮，使用的能量也越多。尽管会发热，但灯泡不会爆炸。但是，长时间开启的灯泡的外层玻璃非常热，可能造成轻微烧伤，或者碎裂的边缘可能会割伤皮肤。
经过数百小时的运行后，灯泡中的灯丝最终会烧坏，灯泡将不再工作。然后需要更换灯泡。更换灯泡时需要注意安全。首先，需要关闭灯具的开关或断开电线。这是因为流入灯座中灯泡金属部分的电流，如果在灯泡仍部分插在灯座中时触摸灯座内部或灯泡的金属底座，可能会导致严重的电击。此外，如果玻璃破裂，可能会割伤。通过确保灯泡在触摸前已经冷却，并牢牢抓住玻璃最粗的部分，逆时针旋转直至完全松开，可以降低这些危害。
它通过将电能转化为光能来发光。
虽然我们说灯丝“烧坏了”，但它实际上是随着时间推移而汽化的。其中一些可以作为玻璃上的变暗部分看到，那里已经凝固。玻璃泡壳内的气体是氩气，之所以使用氩气是因为它是惰性的，因此不会与灯丝结合。
可以通过改变流过灯丝的电流（电流强度）或两端之间的电压来改变灯丝的亮度，因为电流强度与电压通过欧姆定律相关。此外，随着灯丝老化，它的亮度会稍微降低，它的光会变得越来越红。最终，所有灯丝都会因流过它的电流产生的高温而缓慢汽化并失效。
灯泡的设计初衷就是内部没有氧气。制造商会用惰性气体，比如氩气或氮气填充灯泡。但是，这并不能阻止灯丝表面原子因高温而脱落。这会导致灯丝越来越细。最终，灯丝会变得非常细以至于断裂。在很短的一段时间内，两端断裂的灯丝会非常靠近，电流会以明亮的蓝色电弧的形式跳过它们之间。然而，这两端断裂的灯丝很快就会分离开来，电弧消失，灯泡也就无法再发光了。
灯泡可能是科学史上最重要的发明之一。
它改变了世界，让人们能够在夜晚工作。以前，这非常困难，因为其他光源（如蜡烛或火）提供的照明不足。
灯泡的全面影响远不止于夜晚阅读或写作。
交通：汽车夜间出行在很大程度上得益于灯泡的发明。此外，世界各地的灯塔都使用非常强大的灯泡，为所有船只提供正确的引导。
医学：所有内部和非侵入性医疗程序都使用了原始灯泡的变体。
采矿：早些时候，地下矿工使用火把，这也会增加空气中的二氧化碳含量，从而导致呼吸困难。随着灯泡的出现，采矿也变得更加健康和安全。在煤矿中，空气中含有煤尘的爆炸风险非常高，因此无法使用传统的火灯（他们使用温热的金属网罩灯），有了灯泡，煤矿变得更加安全。
战争：灯泡的发展使得探照灯的建造成为可能，探照灯可以发现敌机，从而消除被突袭轰炸的风险。
除此之外，灯泡还被广泛应用于通信、体育等各个领域。
在灯泡能够进入人们的家庭之前，发电机是必不可少的。替代不安全的蜡烛或煤气照明是创建配电网络的最初动力，以便将电线引入普通人的家中。在人们考虑购买灯泡之前，必须开发出能够“燃烧”数小时的灯丝。
最初的开发重点是利用照明为城市的商业区供电，包括街道和办公室。必须发明足够质量和制造水平的电线。灯泡需要抽掉大部分空气以延长灯丝的使用寿命，因此需要真空泵。必须开发一种方法来正确地绝缘电线，将电线连接到彼此和设备，并必须开发设备以安全地分配电力。必须发明传输远距离电力的技术和设备——因此尼古拉·特斯拉开发了交流电（交流电）和高压输电线路。必须开发熔断器，后来是断路器，以避免损坏整条线路或无法接近的部分。开启/关闭灯、电机和电器以及随时移动电器的方法导致了电开关和插座的开发。
电灯泡也是许多其他基于电力的发明的起源，包括真空管，真空管导致了晶体管的发明，而晶体管如今几乎被应用于所有电子设备中。在人们能够在家中和工作场所获得电力供应后，洗衣机、电熨斗、电机、收音机等发明能够利用方便的电源来运行。如果没有电灯泡，我们现在所生活的世界将大不相同。
现代荧光灯的鼻祖是由彼得·库珀·休伊特在19世纪90年代后期发明的。库珀·休伊特灯被用于摄影工作室和工业领域。埃德蒙·格尔默、弗里德里希·迈耶和汉斯·斯潘纳随后在1927年为一种高压蒸汽灯申请了专利。乔治·英曼后来与通用电气合作，创造了一种实用的荧光灯，于1938年开始销售，并于1941年获得专利。第一个荧光灯泡和灯具在1939年纽约世博会上展出，向公众展示。
荧光灯通过将电流通过气体来产生光。这会产生可见光，但也产生一些紫外线，紫外线对人眼是不可见的。为了使紫外线可见，荧光灯的内壁涂有一种物质，这种物质可以吸收紫外线并将其转换为可见光。这增强了荧光灯的光线。
如果正确处理，荧光灯并不危险。但是，它们含有汞，所以在处理时要小心。它们也会发热，虽然不像白炽灯那么热。它们也会爆炸。
荧光灯将电能直接转换为光能。这使得它们比白炽灯更节能，白炽灯的大部分能量都以热量的形式浪费掉了。
荧光灯有三种不同的类型。一种是长管，需要特殊的插座。这种类型在学校和商店中最常见。第二种是弯成两个环的管。它可以安装在普通的灯具上，在欧洲很受欢迎。第三种类型也可以安装在普通的灯具上。它是一个螺旋形的管，在美国最常见。
虽然荧光灯的使用寿命很长，但最终也会失效。这通常是由于灯泡内部电子元件的故障造成的；但是，也可能是由于导电磷光体或蒸汽的故障造成的。
它通过使灯泡更加节能来改变了世界，这意味着它们浪费的电更少。
为了让人们家中能够使用电，必须发明发电机、配电网络和电线。此外，为了使电力更安全，必须发明保险丝。最后，在发明荧光灯之前，必须发明荧光粉。
其他类型的灯泡包括LED、卤素灯和钠灯。
LED，即发光二极管，是一种电气元件，当电流通过时会发光。
卤素灯与白炽灯非常相似。它们都具有钨丝灯丝。然而，卤素灯还含有少量卤素，例如氟或氯，这些卤素会与灯丝发生化学反应，从而延长其使用寿命。因此，它们可以在更高的温度下使用，这使得它们产生更多的蓝光，因此与相同尺寸和使用寿命的白炽灯相比，颜色更好。
钠灯类似于荧光灯，只是它们的光线已经全部在可见光范围内，因此不需要涂层的内表面。它们也类似于你在标志上看到的霓虹灯，只是当它们关闭时，管中的材料会凝固或液化，这与霓虹灯不同。钠灯有两种类型：高压钠灯和低压钠灯。低压钠灯在关闭时含有固体钠金属，但它会迅速汽化并产生黄光。这种光线是深黄色的，所有被它照亮的对象都只能以这种颜色呈现。高压钠灯包含钠和汞的混合物或混合物，在灯关闭时为液体。它们发出粉红色的光芒，包含更多光谱的颜色，并且看起来比低压钠灯发出的光更“自然”。
水银灯与荧光灯泡非常相似，只是它们更亮，并且产生光线的水银蒸气被限制在灯泡内的较小灯泡中。
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红、绿、蓝LED。 -
正在运行的卤素灯。 -
正在运行的低压钠灯。 -
正在运行的高压钠灯。比较它发出的光颜色与低压钠灯发出的光颜色。 -
一个小型的水银灯。
