淺談無極燈

生活科學趣談

聽一位在微波站服役的朋友說,他們曾在晚上彼此拿日光燈管在天線附近玩過光劍遊戲。當時聽得我毛骨悚然,因為微波若強到能點亮日光燈管,那麼身處這種微波環境下,對人體也會造成傷害

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(附帶一提,以廢棄微波爐拆下來的磁控管來玩微波實驗→”Operating magnetron without an oven” ,其中的金屬遮罩可直接使用微波爐門,因為現在已很難找到CRT電視)

無極燈“顧名思義就是燈管內不需有電極的設計,它不像日光燈具有用來加熱燈絲的電極。我曾試過將燈絲已燒毀而不亮的日光燈管放進微波爐中,它仍然能被點亮,所以廣義來說,微波爐中的燈管就是一種”無極”燈。由於”無極”在字面上並無法呈現燈具的發光機制,譬如我使用微型固態特斯拉線圈來玩光劍遊戲時,這把光劍也是”無極”燈

因此,”無極燈”比較精確的說法應該是”電磁感應螢光燈”,譬如AGP(Costco賣場上方的照明系統)、Philips QL、LVD…。

在介紹”無極燈”的發光機制之前,先來看一則利用電磁感應來唬人的小把戲:

它的原理就如同中學教師常在課堂上所演示的”鋁箔漂浮術”

以磁環置於外部的環形無極燈為例,當通電流於環繞磁環的線圈上,會在磁芯內部形成封閉的感應磁場。如果通以隨時間變化的電流,磁環中則形成隨時間變化的磁場。這種時變磁場於是就會產生感應電場,環繞著環形燈管的內部。

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如同微波爐中的燈管一樣,這種在無極燈管內部的感應電場接著就激發Hg原子產生253.7nm譜線輻射(紫外光),然後紫外光再進而激發螢光粉來發出可見光。

LVD3結論:無極燈的發光機制如同日光燈,差別只在於燈管內沒有燈絲,因此不會像日光燈的燈絲會發生濺射現象。這會造成燈絲汽化而噴濺到管壁,使得燈絲在日光燈使用一段時間後燒斷,於是日光燈就點不亮了。因此若發現日光燈的管壁變黑時,也就是宣告燈管即將壽終正寢了。相較於傳統日光燈僅有約5,000小時的使用壽命,無極燈壽命可長達 65,000~100,000小時,這是它最大的優勢。否則在挑高的大賣場或室內運動場如果要常常更換燈泡,這可是一件非常費工的事。

AGP:

Philips QL:

LVD: