Wikijunior:事物如何運作/燈泡
雖然早在1801年，英國科學家漢弗萊·戴維就在實驗室中演示了電能轉化為光的現象，但現代形式的電燈泡的開發卻花費了100多年的時間，這得益於許多發明家的貢獻。
第一個成功的白熾燈泡是由英國發明家約瑟夫·斯旺爵士製造的。1850年，他開始研究使用碳化紙燈絲在抽真空的玻璃泡殼中製造燈泡。到1860年，他已經能夠展示一個工作的裝置，並獲得了英國專利，涵蓋了部分真空、碳絲白熾燈。15年後，即1875年，斯旺藉助更好的真空和碳化線作為燈絲，重新考慮了燈泡的問題。斯旺改進的燈泡最顯著的特點是真空管中殘留的氧氣很少，不會點燃燈絲，從而使燈絲幾乎可以白熾發光。斯旺於1878年獲得了他的裝置的英國專利，大約比托馬斯·愛迪生早一年。斯旺向紐卡斯爾化學學會報告了成功，並在1879年2月在桑德蘭理工學院的一次講座中，他展示了一盞工作的燈。從那一年開始，他開始在英國的家庭和地標建築中安裝燈泡。他在蓋茨黑德勞費爾凱爾斯巷的住宅安德希爾是世界上第一個安裝工作燈泡的住宅。1881年，他創辦了自己的公司，即斯旺電氣照明公司，並開始商業化生產。
1879年，美國人托馬斯·愛迪生在其他設計失敗後，採用了斯旺的白熾燈泡，使用碳絲在無氧燈泡中發光。他最終制造出一種可以發光超過1500小時的燈泡。他在法庭上輸給了斯旺的專利權挑戰，但美國神話繼續宣揚愛迪生而不是斯旺發明了燈泡。
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燈泡使用鎢絲作為發光介質。電流透過燈泡中一根細的鎢絲，稱為燈絲。燈泡中使用的燈絲具有一種稱為“電阻”的特性。電阻是指物體對流過它的電流產生的摩擦量。鎢絲的製造方式使其具有很大的電阻。由於這種電阻，燈絲會發熱並開始發光，將電能轉化為光能。這是由於焦耳效應，這意味著當電流透過電阻時，電阻會發熱。電能轉化為光和熱，照亮周圍環境。
如果正確使用，燈泡本身並不危險。雖然它們的主要功能是產生光能，但作為副作用，它們也會產生熱量。
燈泡根據其使用的瓦數出售——瓦數越高，燈泡越亮，使用的能量也越多。儘管會發熱，但燈泡不會爆炸。但是，長時間開啟的燈泡的外層玻璃非常熱，可能造成輕微燒傷，或者碎裂的邊緣可能會割傷皮膚。
經過數百小時的執行後，燈泡中的燈絲最終會燒壞，燈泡將不再工作。然後需要更換燈泡。更換燈泡時需要注意安全。首先，需要關閉燈具的開關或斷開電線。這是因為流入燈座中燈泡金屬部分的電流，如果在燈泡仍部分插在燈座中時觸控燈座內部或燈泡的金屬底座，可能會導致嚴重的電擊。此外，如果玻璃破裂，可能會割傷。透過確保燈泡在觸控前已經冷卻，並牢牢抓住玻璃最粗的部分，逆時針旋轉直至完全鬆開，可以降低這些危害。
它透過將電能轉化為光能來發光。
雖然我們說燈絲“燒壞了”，但它實際上是隨著時間推移而汽化的。其中一些可以作為玻璃上的變暗部分看到，那裡已經凝固。玻璃泡殼內的氣體是氬氣，之所以使用氬氣是因為它是惰性的，因此不會與燈絲結合。
可以透過改變流過燈絲的電流（電流強度）或兩端之間的電壓來改變燈絲的亮度，因為電流強度與電壓透過歐姆定律相關。此外，隨著燈絲老化，它的亮度會稍微降低，它的光會變得越來越紅。最終，所有燈絲都會因流過它的電流產生的高溫而緩慢汽化並失效。
燈泡的設計初衷就是內部沒有氧氣。製造商會用惰性氣體，比如氬氣或氮氣填充燈泡。但是，這並不能阻止燈絲表面原子因高溫而脫落。這會導致燈絲越來越細。最終，燈絲會變得非常細以至於斷裂。在很短的一段時間內，兩端斷裂的燈絲會非常靠近，電流會以明亮的藍色電弧的形式跳過它們之間。然而，這兩端斷裂的燈絲很快就會分離開來，電弧消失，燈泡也就無法再發光了。
燈泡可能是科學史上最重要的發明之一。
它改變了世界，讓人們能夠在夜晚工作。以前，這非常困難，因為其他光源（如蠟燭或火）提供的照明不足。
燈泡的全面影響遠不止於夜晚閱讀或寫作。
交通：汽車夜間出行在很大程度上得益於燈泡的發明。此外，世界各地的燈塔都使用非常強大的燈泡，為所有船隻提供正確的引導。
醫學：所有內部和非侵入性醫療程式都使用了原始燈泡的變體。
採礦：早些時候，地下礦工使用火把，這也會增加空氣中的二氧化碳含量，從而導致呼吸困難。隨著燈泡的出現，採礦也變得更加健康和安全。在煤礦中，空氣中含有煤塵的爆炸風險非常高，因此無法使用傳統的火燈（他們使用溫熱的金屬網罩燈），有了燈泡，煤礦變得更加安全。
戰爭：燈泡的發展使得探照燈的建造成為可能，探照燈可以發現敵機，從而消除被突襲轟炸的風險。
除此之外，燈泡還被廣泛應用於通訊、體育等各個領域。
在燈泡能夠進入人們的家庭之前，發電機是必不可少的。替代不安全的蠟燭或煤氣照明是建立配電網路的最初動力，以便將電線引入普通人的家中。在人們考慮購買燈泡之前，必須開發出能夠“燃燒”數小時的燈絲。
最初的開發重點是利用照明為城市的商業區供電，包括街道和辦公室。必須發明足夠質量和製造水平的電線。燈泡需要抽掉大部分空氣以延長燈絲的使用壽命，因此需要真空泵。必須開發一種方法來正確地絕緣電線，將電線連線到彼此和裝置，並必須開發裝置以安全地分配電力。必須發明傳輸遠距離電力的技術和裝置——因此尼古拉·特斯拉開發了交流電（交流電）和高壓輸電線路。必須開發熔斷器，後來是斷路器，以避免損壞整條線路或無法接近的部分。開啟/關閉燈、電機和電器以及隨時移動電器的方法導致了電開關和插座的開發。
電燈泡也是許多其他基於電力的發明的起源，包括真空管，真空管導致了電晶體的發明，而電晶體如今幾乎被應用於所有電子裝置中。在人們能夠在家中和工作場所獲得電力供應後，洗衣機、電熨斗、電機、收音機等發明能夠利用方便的電源來執行。如果沒有電燈泡，我們現在所生活的世界將大不相同。
現代熒光燈的鼻祖是由彼得·庫珀·休伊特在19世紀90年代後期發明的。庫珀·休伊特燈被用於攝影工作室和工業領域。埃德蒙·格爾默、弗里德里希·邁耶和漢斯·斯潘納隨後在1927年為一種高壓蒸汽燈申請了專利。喬治·英曼後來與通用電氣合作，創造了一種實用的熒光燈，於1938年開始銷售，並於1941年獲得專利。第一個熒光燈泡和燈具在1939年紐約世博會上展出，向公眾展示。
熒光燈透過將電流透過氣體來產生光。這會產生可見光，但也產生一些紫外線，紫外線對人眼是不可見的。為了使紫外線可見，熒光燈的內壁塗有一種物質，這種物質可以吸收紫外線並將其轉換為可見光。這增強了熒光燈的光線。
如果正確處理，熒光燈並不危險。但是，它們含有汞，所以在處理時要小心。它們也會發熱，雖然不像白熾燈那麼熱。它們也會爆炸。
熒光燈將電能直接轉換為光能。這使得它們比白熾燈更節能，白熾燈的大部分能量都以熱量的形式浪費掉了。
熒光燈有三種不同的型別。一種是長管，需要特殊的插座。這種型別在學校和商店中最常見。第二種是彎成兩個環的管。它可以安裝在普通的燈具上，在歐洲很受歡迎。第三種類型也可以安裝在普通的燈具上。它是一個螺旋形的管，在美國最常見。
雖然熒光燈的使用壽命很長，但最終也會失效。這通常是由於燈泡內部電子元件的故障造成的；但是，也可能是由於導電磷光體或蒸汽的故障造成的。
它透過使燈泡更加節能來改變了世界，這意味著它們浪費的電更少。
為了讓人們家中能夠使用電，必須發明發電機、配電網路和電線。此外，為了使電力更安全，必須發明保險絲。最後，在發明熒光燈之前，必須發明熒光粉。
其他型別的燈泡包括LED、鹵素燈和鈉燈。
LED，即發光二極體，是一種電氣元件，當電流透過時會發光。
鹵素燈與白熾燈非常相似。它們都具有鎢絲燈絲。然而，鹵素燈還含有少量鹵素，例如氟或氯，這些鹵素會與燈絲髮生化學反應，從而延長其使用壽命。因此，它們可以在更高的溫度下使用，這使得它們產生更多的藍光，因此與相同尺寸和使用壽命的白熾燈相比，顏色更好。
鈉燈類似於熒光燈，只是它們的光線已經全部在可見光範圍內，因此不需要塗層的內表面。它們也類似於你在標誌上看到的霓虹燈，只是當它們關閉時，管中的材料會凝固或液化，這與霓虹燈不同。鈉燈有兩種型別：高壓鈉燈和低壓鈉燈。低壓鈉燈在關閉時含有固體鈉金屬，但它會迅速汽化併產生黃光。這種光線是深黃色的，所有被它照亮的物件都只能以這種顏色呈現。高壓鈉燈包含鈉和汞的混合物或混合物，在燈關閉時為液體。它們發出粉紅色的光芒，包含更多光譜的顏色，並且看起來比低壓鈉燈發出的光更“自然”。
水銀燈與熒光燈泡非常相似，只是它們更亮，並且產生光線的水銀蒸氣被限制在燈泡內的較小燈泡中。
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紅、綠、藍LED。 -
正在執行的鹵素燈。 -
正在執行的低壓鈉燈。 -
正在執行的高壓鈉燈。比較它發出的光顏色與低壓鈉燈發出的光顏色。 -
一個小型的水銀燈。
