夜幕降臨，華燈初上。城市慢慢進入了一天之中最悠閑的時候，車水馬龍，萬家燈火，霓虹漫射，現(xiàn)代人豐富的夜生活即將開始。豐富多彩的夜生活離不開的除了有火鍋、烤串、小龍蝦、啤酒（飲料、礦泉水，瓜子、花生、八寶粥）……還有在背后默默為我們提供照明的——“燈”。

燈光照亮漆黑的夜晚，帶來光明，光明的背后，是原子發(fā)出的光子所譜就的種種光譜。從原始社會到現(xiàn)代文明，燈見證了人類的發(fā)展，燈的進化史，就是人類文明發(fā)展歷程的縮影。

燭燈

文明之初，原始人還過著茹毛飲血的生活，個個一副狠人模樣。

然而，每當天色漸晚，白天的“狼滅”們都得乖乖回到部落里，聽著外面此起彼伏的野獸吼叫聲，提心吊膽地過自己的小日子。此時的大地上只有月光柔和的映照。

直到有一天，一場暴雨之中雷電擊中樹木，森林燃燒起來。大家都很害怕，但仍有幾個人勇敢地靠近了火焰。他們發(fā)現(xiàn)，火焰不僅可以驅(qū)散夜晚的寒冷，還可以帶來誘人的烤肉光明，使野獸退散[1][2]。

后面的事情大家都知道了。原始人學會了使用火和保存火種，并經(jīng)過不斷的探索，發(fā)明了“擊石點火”和“鉆木取火”的方法。

據(jù)考證，早在四五十萬年前人類就學會了使用天然火[3]。

也就是說，四五十萬年前，我們的祖先就已經(jīng)開始奔向沒羞沒臊的燒烤生活光明的幸福生活啦！

現(xiàn)代生活中，火焰承擔著遠比照明、烤肉等復雜得多的功能。然而，你有想過“火”到底是什么嗎？

顯然，火顯然不是固體和液體，而更像是氣體。然而，氣體在一定狀態(tài)下會一直存在，但火卻總會熄滅，這也說明火并不屬于氣體這一形態(tài)。

在對火焰的認知上，目前仍然存在著一定的分歧。

部分人認為火焰是一種等離子態(tài)或部分等離子態(tài)，木材和紙等燃料上燃燒的火焰一般僅有幾百攝氏度，因而火焰的低溫部分也并不符合等離子態(tài)等形態(tài)的特性[4][5]。

也有人認為火焰只是燃燒反應中的能量釋放，因而也會隨著燃料的不同而出現(xiàn)不同顏色的火焰[6][7]。

不論火焰是什么，用它來照明的燈燭早已隨著電燈的發(fā)明而退出了歷史舞臺。只有在個別曼妙的夜晚，它還會搖曳著身姿，像以往一樣，再次點亮浪漫的燭光晚餐。

白熾燈

雖然我們不用像飛蛾一樣撲火，但是人們對于光明的渴求從古至今都是十分地強烈。如果說搓火球點火照明是 xx 的浪漫，那么比起火焰這種來源不穩(wěn)定，照亮程度有限的光源，白熾燈無疑是一個更合適更好的選擇。關(guān)于白熾燈的最初發(fā)明具體是受到了什么現(xiàn)象的啟發(fā)，目前已經(jīng)基本不可考證。當然我們可以想象，一個人盯著一塊燒得通紅的鐵塊，在發(fā)著光，腦中浮現(xiàn)出白熾燈的模樣。

在小學課本里面介紹了愛迪生通過實驗了幾千種燈絲最后得到用碳化的棉線，可以持續(xù)照明幾十個小時。但關(guān)于白熾燈的具體發(fā)明者其實另有其人，英國的斯旺就早于愛迪生制成碳絲燈泡，最后兩個人因為專利原因，在英國打了很多場官司。官司打得久了，發(fā)現(xiàn)這樣不太行，白熾燈市場競爭激烈，兩個人最終合資組建電燈公司。

白熾燈這么短命原因其實很明顯，燈絲想要發(fā)光，必須要被加熱到很高的溫度。而這么高的溫度，一來燈絲容易揮發(fā)，變細最終斷掉；二來容易和燈泡里面的氣體發(fā)生化學反應，影響發(fā)光。直至擴散泵的發(fā)明，人們可以得到更高的真空，才允許白熾燈的研究進入到實用領(lǐng)域。

關(guān)于燈泡的形狀造成人們?nèi)メt(yī)院的各種意外，什么燈泡放到嘴里拔不出來，想必大家都有所耳聞。因為每個人體質(zhì)不同，這個行為十分危險。雖然我們?nèi)粘Ｒ姷降陌谉霟舳际悄欠N圓圓的形狀，也就是上圖中的 A 型，但其實他還有很多其它的型號（糟糕的形狀），比如常見的用在手電筒和車燈上的發(fā)射式的白熾燈，把燈絲向四面八方發(fā)射的光往前匯到一個方向上。其它各種形狀也是出于類似的考慮，更合理地利用燈絲發(fā)出的光線。當然，所謂「顏值」就是正義，上述燈泡有的形狀，也只是單純?yōu)榱撕每础?/p>

日光燈

現(xiàn)在，生活中已經(jīng)很難再看見白熾燈了，日光燈已經(jīng)成為了家庭照明的主力軍，說到這，小編不禁懷想起小時候在白熾燈下寫作業(yè)的情景。

日光燈還有節(jié)能燈，其實要叫做“熒光燈”比較合適，下面來了解一下日光燈的發(fā)光原理，就知道為什么要叫做“熒光燈”了。

一根長長的白色玻璃管，是我們對日光燈最直接的印象，無法窺探內(nèi)部構(gòu)造的燈管里面，究竟有什么玄機？

如果有讀者曾經(jīng)不小心失手打碎過日光燈管，會發(fā)現(xiàn)，除了管壁上有一層白色粉末，內(nèi)部空空如也，而玄機就在這白色粉末上。其實，除了白色粉末，日光燈管內(nèi)部還充有少量低壓氬氣或氬氖混合氣體以及汞蒸氣。燈管兩端有燈絲，給日光燈通上電后，燈絲發(fā)射出電子，電子會將管內(nèi)的稀有氣體變成等離子體并產(chǎn)生更多電子，而后電子碰撞汞原子，讓汞原子躍遷到激發(fā)態(tài)。當激發(fā)態(tài)的汞原子回到基態(tài)時，就對外輻射出紫外線。如果沒有燈管壁上的磷質(zhì)熒光漆，那么這就是一盞可以用來殺菌消毒的紫外燈。管壁上的磷質(zhì)熒光漆吸收紫外線進入激發(fā)態(tài)（對，又是激發(fā)態(tài)），立即退激發(fā)就發(fā)射出可見光，這就是我們看到的日光燈發(fā)射出來的白光啦。

如果更換磷質(zhì)熒光漆的成分，就能獲得表現(xiàn)不同顏色的燈管，比如得到超市里面賣鹵食窗口的暖色日光燈管（好像暴露了什么）。

如果給白熾燈和日光燈分光的話，會發(fā)現(xiàn)，日光燈得到的光譜是分立的，這可和連續(xù)的太陽光譜差太多了，叫做日光燈，真名不副實，嗯……所以，日光燈發(fā)出來的光，總是覺得沒陽光自然。

節(jié)能燈和日光燈是一樣的發(fā)光原理，都是熒光。有時候熄燈了，發(fā)現(xiàn)燈管上還有淡淡的余輝，那可不是燈壞了，那是還有部分磷質(zhì)熒光漆處在激發(fā)態(tài)，正向外發(fā)出可見光呢。熒光其實也不神秘，如果你手頭有一張人民幣，還有一個可以發(fā)出紫外線的燈，用它照射紙幣，就可以看到熒光構(gòu)成的圖案。

發(fā)光二極管

其實除了上面幾種常見的照明方式，還有一種叫做“LED”的光源，也就是平日經(jīng)常說的“發(fā)光二極管”。

它是使用半導體的電致發(fā)光原理來產(chǎn)生光，電致發(fā)光是當電流或電場通過時材料發(fā)光的現(xiàn)象，這發(fā)生在電子通過材料并填充空穴時。通常是可以通過摻雜諸如”鍺“或者”硅“等半導體材料來產(chǎn)生和控制空穴的數(shù)量。通過摻雜，可以在同一晶體中制造出兩種不同類型的半導體材料，并將他們結(jié)合在一起，這兩種半導體材料之間的邊界就被稱為pn結(jié)，pn結(jié)只允許電流以一個方向通過，這也就是他們被稱為二極管的原因。LED就是使用pn結(jié)制成的，當電子通過一個晶體到達另一個晶體時，它們會填充空穴，進而發(fā)射光（光子）。而光的顏色由電子穿過半導體帶隙所需要的能量決定。這其實也是半導體激光器的工作原理。[9]

與白熾燈相比，LED有很多的優(yōu)點：比如更低的能耗、更長的壽命、更好的物理穩(wěn)定性和更小的尺寸等。不過與激光不同的是，從LED發(fā)出的光既不是單色的也不是相干的，但是對于人類視覺來說，在功能上是單色的。[10]

常見的發(fā)光二極管主要有兩種：LED和OLED。LED就是上面說的二極管，OLED，也就是有機LED是由一層有機電致發(fā)光材料制成的，也就意味著它的成分含有碳。它一般使用聚合物或者”小分子“，OLED的主要優(yōu)點是比傳統(tǒng)LED更輕，并且可以做到更薄。

未來的OLED將允許更薄的電視機和計算機顯示器，甚至是柔性屏幕中。不過，還是需要更加進一步的研究和探索。

人類歷史上除了這四種主要的燈，還有許許多多其他的照明方法，但是無一例外，它們都與原子中的電子躍遷有關(guān)。以后，當你晚上吃著火鍋還唱著歌，突然就被麻匪劫啦！別忘了，有一群原子在不知疲倦地躍遷，給你提供燈光……

參考資料

[1]?趣典故｜燧人取火：人類歷史上的第一次技術(shù)革命

[2] 火文化之火與人類文明

[3] 北京周口店發(fā)現(xiàn)猿人用火新證?

[4] 物質(zhì)的形態(tài)超乎你的想象!?

[5] 物質(zhì)有固、液、氣三態(tài)，那么光是什么態(tài)？火又是什么態(tài)？

[6] What is fire??

[7] 你想過火是什么嗎？它又是由組成的？

[8] 火到底是什么

[9] LED

[10] Light-emitting_diode-維基百科?

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