为什么白炽灯泡用久了会变黑?
白炽灯泡是我们日常生活中使用最广泛的电光源之一。当我们使用白炽灯泡一段时间后会发现灯泡内部的白色泡壳变黑,光线变得黯淡。为什么白炽灯泡会变黑,这是一个很有意思的问题。
1. 热膨胀冷收缩
白炽灯泡的外部是由玻璃泡壳包裹的,而内部则有灯丝和镇流器组成。当白炽灯泡发光的时候,灯丝会产生高温,泡壳因为受到高温的影响而产生热膨胀,泡壳内产生的压力也会逐渐增加。当关闭灯泡时,泡壳因为温度下降开始冷却,热膨胀产生的压力也会减小,这种压力的变化导致了泡壳的结构变化。当泡壳处于高温状态时,由于泡壳结构变化不稳定,产品中的杂质会被激活,因而负离子逐渐数量增多。而当泡壳渐渐冷却下来,泡壳会由于冷却而收缩,导致原本分布不均的杂质降落,形成灯泡内部的黑灰。
2. 线圈结构退化
灯丝是白炽灯泡的发光核心,其结构和线圈的升温和降温有着密切联系。白炽灯泡的灯丝是由金属丝制成的,当电流经过灯丝时,由于电阻的存在,灯丝会产生高温发热。随着使用时间的增加,灯丝的金属丝开始变形,同时从表面挥发的电子元素会起到变形的催化作用。这样导致灯丝们开始不平滑而且不均匀,加速了灯丝们因热膨胀冷收缩产生断裂的速度,在灯泡内部就形成黑灰。
3. 灯丝组成材料的变化
灯丝使用过程中,由于金属线的蒸发沉积,金属丝的内部构造和材质都会发生变化。在灯丝的升温和降温的过程中,结晶界面为薄膜的空气互相沉积下来,这很容易使得结晶界面大量减小。可以随着使用时间的增加,白炽灯泡灯丝逐渐变脆,极易断裂。断裂后更容易产生大量黑灰,加剧了灯泡白色泡壳变黑的现象。
结语
因此,随着使用时间的增加,白炽灯泡内部产生的一系列变化都会导致白色泡壳变黑,这是灯泡使用寿命所决定的一个现象。在使用白炽灯泡的时候,我们应该重视灯泡的使用寿命,及时替换老化的灯泡,这样可以更好地保护我们的眼睛和身体健康,也能节约能源和有限的资源。