上周在概述了照明的历史之后，我们研究了托马斯·爱迪生发明的白炽灯技术。直到20世纪中期，白炽灯在室内和室外的商业和住宅照明应用中占据主导地位。这种情况只有在引入放电灯后才有所改变，放电灯的使用寿命更长，单位耗电量产生的光也更多。

虽然第一个实用的荧光灯直到1938年才推出，荧光灯的起源可以追溯到世纪之交。1901年，美国人彼得·库珀·休伊特为汞灯申请了专利。他发现，通过电流通过少量的汞气体，就会产生电弧并发出光。后来，他和乔治·威斯汀豪斯(George Westinghouse)成立了库珀·休伊特电气公司(Cooper Hewitt Electric company)，生产了第一批汞蒸气灯。我将在下周讨论汞蒸气灯和其他类型的“高强度放电”灯。

许多研究人员，包括德国的埃德蒙·格尔默，都致力于改善汞蒸气灯的光线质量，以便在室内有效使用——汞蒸气灯在光谱的紫外线端有一种令人不快的蓝色——但这是美国的乔治·英曼和他的团队或通用电气的研究人员成功的。他们发现，通过在玻璃管内部涂上荧光粉，紫外线会被吸收，而荧光粉会重新辐射出更白的光。这就是荧光灯的原理。

荧光灯的电极在涂有磷的密封玻璃管的两端，玻璃管中充满了惰性气体(通常是氩气)中的少量汞蒸汽。当电流作用于这些电极时，汞气体中就会产生电弧，从而产生光。镇流器改变电流，给它一个电荷的提升来启动电弧，然后减少电流以保持灯的工作而不吹灭它。

早期的荧光灯使用磁镇流器，产生恼人的嗡嗡声并引起闪烁。这些早期的荧光灯大多是直的玻璃管，尽管通用电气很快就推出了圆形(圆形)和u形灯。包括飞利浦和Sylvania在内的其他制造商也进入了这一市场。

最近的进展包括电子镇流器的开关，荧光粉的改进和荧光灯的小型化。电子镇流器的开关消除了大部分的嗡嗡声和闪烁。电子镇流器不是每秒循环60次(交流电流的频率)，而是以每秒10000次左右的频率循环，这是人眼无法察觉的。

大多数早期的荧光灯发出一种怪异的蓝光，使人的皮肤看起来苍白无力，而20世纪70年代推出的新型荧光灯极大地改善了这种光线。光质量通过两种方式测量:色温(开尔文)和显色指数(CRI)，这两种方式都是由荧光粉决定的。“冷白色”荧光灯的色温约为4000开尔文或更高，光线看起来明显呈蓝色(这给人一种凉爽的感觉)。全光谱灯的色温非常高，通常在7000 k左右，而且光线是蓝色的，这是大多数房主不喜欢的。暖白灯的色温约为3000或更低;这些更黄色，看起来和感觉更像白炽灯。

灯的显色指数衡量的是在这种光线下颜色显示的准确性。CRI为100就像白炽灯一样完美地代表了颜色。在20世纪70年代，大多数荧光灯的cri为60或更低，这就是为什么肤色显得如此奇怪的原因。现在大多数荧光灯的辐射指数都是80或85，所以更好地展示颜色。

我将在这里介绍的最后一个进步是制造紧凑型荧光灯的小型化。节能灯最早是在20世纪80年代由飞利浦公司推出的，现在已经广泛使用，并越来越普遍地取代白炽灯泡。荧光灯管的直径更细，可以折叠或螺旋状来集中光线。大多数业主购买的节能灯都有集成镇流器和拧入式安装，就像白炽灯一样，所以它们很容易更换。节能灯也有单独的灯和镇流器，所以当灯失效时，只有灯可以更换。

现代荧光灯每瓦耗电量可产生多达100流明的光，而白炽灯每瓦耗电量仅为15至20流明。这种绩效的衡量标准被称为“效能”。效率最高的线形荧光灯直径最细。(灯的直径是用八分之一英寸来测量的，所以T-12灯的直径是一英寸半。)T-8比T-12更有效，T-5比T-8更有效。大多数节能灯的效率约为每瓦50或60流明。

虽然节能灯的耗电量仅为白炽灯的三分之一，寿命却高达白炽灯的十倍，但它们有一个很大的缺点:水银。节能灯和直管荧光灯含有少量汞，会造成处理问题——这些灯会成为有害废物，如果焚烧，会严重污染空气。破损还会在你的房子里释放出潜在的危险汞。我们将在几周内看到LED照明是如何解决汞问题的。