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白熱電球(LEDとの違い)
材料
フィラメントの材料(シャープペンの芯)、電源、リード線、窒素気体、ビン
上の写真のように、シャープペンの芯に電圧をかけると電流を流して発熱します。はじめは芯の周りにあるコーティングが溶けて煙を出すのでゆっくり電圧を上げて下さい。しばらくして、落ち着いたら、電圧を10v位に上げて下さい。電流は約3A位流れます。この時、激しく光を出します。
このように物体が発熱する時におこる光の放射(熱放射)で明るくするのが白熱電球(エジソン電球)です。このままでは、空気中の酸素と化合してすぐに燃え尽きてしまうので、ビンに閉じ込め中に不活性ガスの一つ窒素を封入します。そうすると燃え尽きないで長い時間光を出すことができます。
実際に窒素を入れて実験すると、2~3倍の時間光り続けます。また電圧を上げて行くと光は赤い色から白っぽい光に変化します。実験データーは姉妹ページ「JICAなど発展途上国への理科教育支援のために」へどーぞ
LEDとの違いは?
このように、高温の物体が放つ光を熱放射といいます。これは物体の電子や、荷電粒子が熱エネルギーによって熱運動することによっておこります。温度が上昇するにつれて色は連続的に変わります。
これに対して、LEDでは原子中の電子が電気エネルギーによって今まで運動していた軌道から、他の軌道に移り、また戻って来る時に電子が光としてエネルギーを放出します。ですから色は一定の色しか発光しません。簡易分光計でみると違いが分かります。
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