本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定代表《大眾科學》的觀點
本週,照明初創公司 vu1 開始發售一種新型燈泡,這種燈泡可能會取代 緊湊型熒光燈 和 LED 燈,成為首選的節能燈泡。這項被稱為陰極射線發光或電子激發發光 (ESL) 的技術,提供了類似的節能效果,但提供了更自然的光線質量。
在過去的幾年裡,我的生活就像一個活生生的燈泡笑話。我不斷更換、重新更換和再次更換家裡的燈泡,試圖找到既省錢又不會讓我們的皮膚看起來像殭屍肉的替代品。緊湊型熒光燈和 LED 燈比白熾燈更節能、壽命更長、發熱更少。但它們的光線更令人討厭,廣告宣傳為“可調光”的版本通常僅在有限的範圍內調光,而 CFL 燈則需要非常長的時間才能達到完全亮度。沒有一種型別適用於所有地方。LED 燈非常適合檯燈,但其狹窄的光束無法充滿較大的空間。在深色粉刷的房間裡,我選擇了具有低亮度溫度的冷陰極熒光燈。我把所有嘗試過但被淘汰的燈泡都裝在一個地下室的大箱子裡。真是太不省錢了。
顏色質量與這些燈泡的工作原理有關。您看到的白色(ish)光是由熒光粉塗層發出的。在 CFL 燈中,熒光粉在汞蒸氣產生的紫外線背光照射下發光;在 LED 燈泡中,它吸收來自純藍色 LED 的光。(汞是為什麼你不能直接將 CFL 燈泡扔進垃圾桶的原因。)左邊是一個圖表,顯示了白熾燈、CFL 燈和 LED 燈泡的光譜;x 軸是以奈米為單位的波長。雖然這張特定的圖表是由 vu1 提供給我的,該公司在展示其競爭對手最糟糕的一面時具有一定的自身利益,但它與來自其他來源的資訊相符,例如照明控制公司 Lutron 和 RPI 照明研究中心。CFL 光譜是一系列尖峰,反映了用於近似白光的熒光粉的組合;因此,CFL 燈會突出某些顏色,而無法呈現其他顏色。
關於支援科學新聞報道
如果您喜歡這篇文章,請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道: 訂閱。透過購買訂閱,您將有助於確保有關塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。
LED 燈泡使用不同型別的熒光粉,具有更平滑的光譜,但驅動熒光粉的藍色 LED 在光譜的藍色短波長範圍內產生一個尖銳的峰值,這可能會構成“藍光危害”。弗吉尼亞大學的 Ignacio Provencio 將在我們的五月刊中發表一篇關於我們的眼睛如何擁有一種特殊的感光細胞的文章,這種感光細胞不會形成影像;相反,它吸收藍光以使我們的生物鐘與晝夜迴圈同步。過多的藍光可能會 擾亂您的睡眠週期。我還看到一些說法稱,過量的藍光可能會灼傷您的視網膜並增加您患上 黃斑變性 的機會。法國的 OSHA 對等機構於去年 11 月釋出了一份 報告,警告稱兒童尤其面臨風險,儘管 物理世界 引用了其他專家的觀點,他們認為這些說法被誇大了。
新型 ESL 燈泡也使用熒光粉,但這種熒光粉根本不吸收光——相反,它吸收電子。粗略地說,ESL 燈泡是重新用作燈具的陰極射線管。電子從金屬陰極板流出,並被電場拉向陽極,陽極是熒光粉背面的一層薄金屬。加州大學戴維斯分校的 Charles Hunt 曾幫助開發這種熒光粉,他向我解釋說,ESL 燈泡與舊電視機中使用的 CRT 的不同之處在於它們的電子密度和能量較低。
由於它們使用了不同的熒光粉,ESL 燈泡提供了更自然的光線;請參閱左側的光譜。該公司聲稱還有各種其他優點:燈泡開啟速度更快,全方位發光而不是窄光束,調光範圍更廣,並且不含汞。我一直在試用一個演示產品,一個用於廚房嵌入式燈具的 R30 射燈。當您開啟開關時,它會在一兩秒鐘內達到完全亮度。我的妻子認為這種光線比 CFL 燈更黃更柔和。用 Kill-a-Watt 測量,該燈泡消耗 16 瓦功率,與相同亮度的 CFL 燈泡大致相同,大致相當於 60 瓦的白熾燈泡。我可以將其調暗或調亮至最大亮度的 20%。主要的缺點是燈泡比我嘗試過的任何其他燈泡都重得多——幾乎一磅。
自從 vu1 去年首次宣佈推出這些燈泡以來,網際網路討論組的人們一直擔心 X 射線輻射,因為該技術與 X 射線管的技術相似。Hunt 說 ESL 燈泡確實會產生一些 X 射線,但水平低於環境背景劑量。該公司表示,UL 認證 包括 X 射線安全測試。
R30 將於本週開始發貨,售價 20 美元。該公司表示,將在夏季推出 A19 標準燈泡形狀,隨後是裝飾和梳妝照明。
圖片和圖表由 vu1 提供