阅读材料：白炽灯与节能灯

白炽灯

一、发明历史

早在爱迪生之前，英国电技工程师斯旺(j.Swan)从19世纪40年代末即开始进行电灯的研究。经过近30年的努力，斯旺最终找到了适于做灯丝的碳丝。

1879年，美国的T.A.爱迪生先后试用了1600多种耐热材料，制成了碳化纤维（即碳丝）白炽灯，率先将电光源送入家庭。爱迪生采用碳化棉线作灯丝，把它放入玻璃球内，再启动气机将球内抽成真空。结果，碳化棉灯丝发出的光明亮而稳定，足足亮了10多个小时(45个小时)。就这样，碳化棉丝白炽灯诞生了，爱迪生为此获得了专利。

1880年，爱迪生又研制出碳化竹丝灯，使灯丝寿命大大提高，同年十月，爱迪生在新泽西州自行设厂，开始进行批量生产，这是世界最早的商品化白炽灯。同年，斯旺在发明白炽电灯后申请了专利。

二、基本原理

一只点亮的白炽灯的灯丝温度高达3000℃。正是由于炽热的灯丝产生了光辐射，才使电灯发出了明亮的光芒。因为在高温下一些钨原子会蒸发成气体，并在灯泡的玻璃表面上沉积，使灯泡变黑，所以白炽灯都被造成“大腹便便”的外型，这是为了使沉积下来的钨原子能在一个比较大的表面上弥散开。

钨跟空气中的氧化合生成一薄层蓝色的三氧化二钨和氧化钨的混合物。原因是空气里的氧气使高温的钨丝氧化了。所以钨丝灯泡要抽成真空，把空气统统xx出去。或再充入惰性气体（如氩），减少钨丝受热升华。因灯丝所耗电能仅一小部分转为可见光，故发光效率低，一般为10～15流/瓦。

有时怕抽气机抽不干净，还要在灯泡的感柱上涂一点红磷。红磷受热会变成白磷，白磷很容易同氧气反应，生成固态的五氧化二磷，玻壳里残留的氧气也被xx了。

玻壳做成圆球形，制作材料是耐热玻璃，它把灯丝和空气隔离，既能透光，又起保护作用。白炽灯工作的时候，玻壳的温度xx可达100℃左右。

但是白炽灯用久了玻壳会变黑，再过一段时间会烧断，因为钨丝比起炭丝来，在真空里的升华速度要慢得多。当白炽灯点亮温度升得很高的时候，钨的升华仍然十分严重。长时间的高温使钨丝表面的钨原子升华扩散，然后一层又一层地沉积到玻壳的内表面上，使玻壳慢慢黑化，钨的蒸发也使钨丝越来越细，xx烧断。灯丝工作温度越高钨升华的越快，白炽灯的使用寿命就越短。

三、生存现状

中国是白炽灯的生产和消费大国，2010年白炽灯产量和国内销量分别为38.5亿只和10.7亿只。据测算，中国照明用电约占全社会用电量的12%左右。如果把在用的白炽灯全部替换为节能灯，年可节电480亿千瓦时，相当于减少二氧化碳排放4800万吨，节能减排潜力巨大。逐步淘汰白炽灯，不仅有利于加快推动中国照明电器行业技术进步，促进照明电器行业结构升级优化，而且也将为实现"十二五"节能减排目标、应对全球气候变化做出积极贡献。但是，节能灯含有汞，和许多电子产品一样，在国内，由于缺乏电子产品回收机制，随意丢弃对土壤和水源的污染不容忽视。

节能灯

人类生活除了水、空气、食物必需用品之外，光一直影响人们的作息，一直过着日出而作，日落而息的生活。直到1879年爱迪xx明了电灯泡（白炽灯），它的原理是：当灯接入电路中，电流流过灯丝的热效应，使白炽灯发出连续的可见光和红外线，此现象在灯丝温度升到700K即可察觉，由于工作时灯丝温度很高，大部分的能量以红外辐射的形式浪费掉了;同时由于灯丝温度很高，蒸发也很快，所以寿命大大的缩短了，大约在2200小时左右，而光效大约在每瓦12（Lm）左右。以前照明系统只讲究数量，而今天已经逐步走向精致，讲究省能效果。由于照明技术及照明器具的广泛使用，使人们的生活水准普遍提高，对照明设备的需求日益激增，也使得耗电量扩大，于是开始重视高效率、高品质的照明设备的发展。电子节能灯主要是通过镇流器给灯管灯丝加热，大约在1160K温度时，灯丝就开始发射电子（固在灯丝上涂了一些电子粉）电子碰撞氩原子弹性碰撞，氩原子碰撞后，获得能量又撞击汞原子在吸收能量后，跃迁产生电离；发出253.7nm的紫外线，紫外线激发荧光粉发光，荧光灯工作时灯丝的温度大约在1160K左右，比白炽灯工作的温度2200K～2700K低，所以它的寿命也大大提高到8000小时以上，又由于它不存在白炽灯那样的电流热效应，能达到每瓦60（lm）流明。

附带问题：

1、白炽灯（0.4）

①能量如何转化？

②只接入白炽灯的电路是纯电阻电路吗

2、节能灯为什么可以节能？（0.3）