電球、蛍光灯、LEDの作り方

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　以前に、照明について書いたがやや脱線して照明の仕組みについて書いてみる。照明がどのように点くのか気になって調べたことがある。その時は、LEDが流行りだしていたので、LEDの本はたくさん見つかったが、電球や蛍光灯については調べてもあまり技術的なことは見つけられなかった。エジソンが電球を発明したというような伝記は見つかったけど。実際は電球の発明については特許闘争があってややこしい。

参考：

ジョゼフ・スワン - Wikipedia　

電球の発明者をめぐる法廷闘争

 

　証明に関することで書き忘れていたのが色温度に関することで、電球色とか、昼光色、昼白色などと呼ばれている。光の色の成分の割合に応じて光の色温度が変わって見える。白色は、赤青緑の光を混ぜるとできると言われても割合が異なる。日本のテレビの色温度は9300Kが基準が基準になっていて、ふつう使われる6500Kの色温度と違っている。ちゃんとしたやつならば色温度を設定によって切り替えることができるモニターもある。

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　電球は、一番高い温度の部分が2000度（正確にはケルビン）ぐらいになり、その温度に応じた色温度の光を出す。太陽光の色温度が 5500 Kとされていて、太陽の表面温度 5 778 Kとされている。なので、色温度とは、熱発光する温度の光を基準にしている。蛍光灯でよくある色温度は6000Kなので、蛍光灯は6000度なのかというと発行する仕組みが違うのでそうはならない。

参考：

太陽 - Wikipedia

色温度 - Wikipedia

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THE MAKING　（９３）電球ができるまで

 

　電球の作り方は蛍光灯の作り方と似ている部分があるのが動画を見るとよくわかる。フィラメント部分（電球の内側の「ω」みたいな形に丸まっている部分）で言うとほぼ同じような作り方をしていて、一旦真空雨にしてから注入するガスも、アルゴンガスを入れるのは同じような部分でもある。

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THE MAKING　（２４）蛍光ランプができるまで

 

　電球の内側の表面の白い部分はシリカであって、蛍光灯の蛍光体と違っている。また、蛍光灯は内部に水銀ガスを入れるところが違っている。蛍光灯は水銀が紫外線を出し、紫外線が蛍光体に当たることで可視光を出す。蛍光物質で身近なものでは洗剤に含まれていて、服が日光にあたるとより白く見えるようにと洗剤に混ぜられている。

 

　 蛍光灯の白い内側がどうなっているかを見るために壊すのは、中に水銀が入っているのでよくない。だから蛍光灯を壊せないので、内側に蛍光物質が塗られていない殺菌ランプを見ると蛍光灯の電極部分が見ることができる。殺菌ランプはもちろん紫外線が出ているので光らせている時に直接目で見てはいけない。

 

日立 殺菌ランプ10W直管形 GL-10

　 この紫外線が出るのは今まで、蛍光灯しか選びにくかったが最近では、LEDも出るようになっている。紫外線は青色よりも波長が短い光になっていて、蛍光灯とLEDの光る仕組みが似ているのがわかりやすい。

　紫外線を蛍光体に当てることで、青や赤や緑の光が出てその色が合わさることで白色の光になる。

 

日亜化学紫外線LED使用　LED ブラックライト UV-LED375-nano

 

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110.9ルーメン／ワット

　LED電球の効率が、蛍光灯の効率にようやく並んできた。今までは、効率が高いと宣伝していたが実際は色をおかしくして効率をあげていたものが多く。蛍光灯からLEDで省エネのために置き換えたが逆に消費エネルギーが増えることのほうが多かったのではないかと思っている。補助金がもらえるから行っていただけではないかな。

 

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THE MAKING　（２９４）LED信号灯器（歩行者用）ができるまで