黑光灯的工作原理

发光原理

传统的黑光灯设计只包括一个荧光灯和若干个重要的调节装置。荧光灯通过在充满惰性气体和少量汞的灯管中传递电荷来发光。

黑光灯

汞原子受到激励后会发出光子形式的能量，其中有一部分是可见光子，但大部分是处于紫外线（UV）波长范围内的光子。紫外光波长太短，以至于我们无法用肉眼观察（可以说完全看不到），因此荧光灯必须将此能量转化成可见光。要实现此目的，可以在灯管外部涂覆一层磷光粉。

当光线照射磷时，这种物质就会发光（或发荧光）。其原理是，当一个光子撞到一个磷原子时，磷的某一个电子会跃升到更高的能级，使该原子振荡并发热，从而产生光。当该电子恢复到其正常能级时，将以新的光子的形式释放能量。此光子的能量低于原有光子的能量，因为有一部分能量在发热时损失了。荧光灯发出的光在可见光谱范围内——是磷发出了肉眼可见的白光。

黑光灯的工作原理与此相同。事实上有两种不同类型的黑光灯，但它们的工作原理基本上相同。

灯管型黑光灯大致上是涂有不同类型磷光粉的荧光灯。此涂层可以吸收有害的短波UV-B和UV-C­光，并可以发出UV-A光（基本上与荧光灯中的磷吸收紫外光并发出可见光同理）。“黑色”玻璃灯管本身会阻挡大部分可见光，最后只有柔和的长波UV-A光和部分蓝色和紫色可见光从灯管中发射出来。白炽黑光灯泡与普通的家用灯泡相似，但前者使用了滤光器来吸收高温灯丝发出的光，该滤光器会吸收除红外光和UV-A光（还有一小部分可见光）以外的各种光。

对于这两种灯光设计，发射的紫外光与各种外部磷发生反应的方式，与荧光灯内部紫外光与磷光粉发生反应的方式完全相同。只要紫外光照射在外部磷上面，这些磷就会发光。