物體發(fā)光是否伴隨發(fā)熱現(xiàn)象
原則上,光是一種電磁輻射,不同波長(zhǎng)的光加熱效果不同。發(fā)光肯定是放出能量,但不一D非得放出熱量。
物體發(fā)光有多種形式,比如:
太陽(yáng)是巨大的核聚變物體,它時(shí)刻吞噬著氫及其同位素等元素,發(fā)生核聚變的時(shí)損失的質(zhì)量以光子和熱量形式散發(fā),太陽(yáng)的溫度也是上千萬(wàn)度之高。
化學(xué)反應(yīng)中燃燒可以發(fā)光,因?yàn)榛瘜W(xué)反應(yīng)中產(chǎn)生了物質(zhì)變化,化學(xué)能以光能和熱能的形式表現(xiàn)出來(lái),所以燃燒的火焰除了發(fā)光,也會(huì)發(fā)熱。
閃電或靜電火花也是發(fā)光,這是因?yàn)樗查g巨大的電流產(chǎn)生,讓周圍物質(zhì)迅速電離,處于高能量狀態(tài)的氣體分子或原子會(huì)在降回穩(wěn)定能級(jí)過程中釋放光子,一部分能量以熱量形式傳遞出來(lái),因此也會(huì)發(fā)光,同時(shí)發(fā)熱。
我們用的白熾燈照明,實(shí)際上就是電流熱效應(yīng)。電子在材料內(nèi)部運(yùn)動(dòng)過程受到原子的阻礙,會(huì)把能量傳遞給原子,原子熱振動(dòng)加劇導(dǎo)致發(fā)熱。溫度上升,###后使得系統(tǒng)釋放光能,甚###白熱化。
熒光燈照明則不太一樣。主要利用的是稀薄氣體中的熒光放電現(xiàn)象。高速運(yùn)動(dòng)的電子從電極中釋放出來(lái),打到熒光燈管壁上的熒光粉,就會(huì)放出光子,從而發(fā)光。熒光燈也會(huì)發(fā)熱,但相對(duì)白熾燈要少的多,早期的許多節(jié)能燈就是高質(zhì)量的熒光燈。
LED照明的發(fā)熱效應(yīng)要更小,其原理是利用半導(dǎo)體PN結(jié)中電子-空穴對(duì)湮滅,從而釋放出光子。LED的發(fā)光效率非常之高,大部分電子的能量都轉(zhuǎn)化成了光子能量,發(fā)熱效應(yīng)也很低。大部分小LED燈光都是冷光,摸起來(lái)幾乎不熱。
總之,是否發(fā)光伴隨發(fā)熱現(xiàn)象,實(shí)際上就是發(fā)光效率的問題,即要看是什么能量轉(zhuǎn)化為光能,如果發(fā)光效率達(dá)到100%,那么就完全不發(fā)熱了。
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