我們 如何 看見光 與 分辨 顏色的？

談論 發光體之前，請 先瞭解 我們的眼睛是如何 看見光 與 分辨顏色的？
不同的光源會 產生不同波長的光。
如果不清楚 我們的眼睛 如何區分不同波長的光？
由於太陽光會同時刺激我們眼睛中 三類對顏色敏感的細胞，

因此感覺起來 太陽光 是 『白』光。
因此 『白』光 光源也要能夠對眼睛模擬相同的刺激。

發出白熱光的（鎢絲）電燈 雖然也能產出各種不同波長的光。
但是由於鎢絲的溫度無法達到 像太陽表面一樣 5800℃ 的高溫，
因此 輻射出的眼睛所感受到 電磁波波譜部份 長波長的紅光比較強烈。

事實上，有絕大多數的電磁波更是分佈在 人眼睛所感受不到的

紅外光區段。 ---- 也就是我們皮膚能感受到的電燈的『熱』輻射。

關於日光燈 我們先將主題分為三方面：


1. 日光燈如何將電能轉化為光（能）。
2. 日光燈所串接的『安定器(ballast)』是提供什麼作用？
3. 日光燈是如何啟動的？
關於前兩個主題，對於所有的日光燈都是相同的。
第三主題則因日光燈的種類而有所不同。當然 共同的內容部份先談。

日光燈管 簡單的說是個密閉的氣體放電管。

管內主要氣體為 氬(argon)氣(另包含氖neon或氪krypton)氣壓約大氣的 0.3%。
另外包含幾滴水銀---形成微量的 水銀蒸汽。

水銀原子約佔所有氣體原子的 千分之一的比例。
藉由 管內導通的電流(電子被加速），形成氣體放電狀態， 而發出『光』。

日光燈管 是靠著燈管的 水銀原子 藉由 氣體放電的過程 釋放出紫外光
（主要波長為 2537埃 = 2537*10-10 m）.
所 消耗的電能 約 60% 可以轉換為 紫外光。其他的能量則轉換為熱能。
藉由燈管內表面的 螢光物質 吸收紫外光後 釋放出可見光。
不同的螢光物質 會發出不同的可見光。
一般 紫外光 轉換為 可見光 的效率 約為 40%。

因此 日光燈的 效率 約為 60% * 40% = 24%
--- 大約為相同功率 鎢絲電燈的兩倍。

將連接電池兩端的導線靠近時，『啪』的一聲，火花與聲響出現了。
這是一種氣體放電的過程。

放電過程如果沒有控制好， 那可是會出事的！為什麼呢？

日光管內在一開始尚未有自由電子時，是很不容易導通電流的。
藉由 後面會介紹產生電子的方法 產生電子後。
由於電極間降所形成的電場 而加速電子。
當這些電子被加速後，會和 氣體原子產生頻繁的碰撞。
由於 電子的質量遠小於氣體原子的質量，
因此多數的碰撞過程中電子並沒有損失能量，只是一直改變運動方向。\
在某些碰撞過程中，電子的能量足夠游離管內氣體的電子，產生新的電子及離子對。
這些被游離的 電子及離子對 繼續被加速，也就會繼續的游離，如此循環

則 管內變成越來越容易導通電流，也就是說
管內的電阻會突然下降許多（內部形成電漿態）於是 可以 導通大量的電流。

甚至會導致燈管破裂 --- 如何控制 是我們第二個主題內容。

當然 游離的過程中，電子與離子對也會發生 中和的現象（減少導通的離子）。
當產生離子的速率 大於 中和的速率時，放電過程才會發生。

在少數與 水銀氣體的碰撞過程中，會使得水銀原子吸收電子的部份動能。

而轉換成 較不穩定的激發態，經由一連串的重新分佈能量，
藉由釋放出電磁波， 而恢復為原來穩定的狀態。

詳細的過程, 牽涉到 原子的結構 以後再詳談。
總而言之：水銀原子吸收了電子的動能，而轉換為電磁波輻射出來。
當水銀回到 最穩定狀態(Ground State)時, 釋放出波長為 2540埃的紫外光。

可是 這些紫外光可是無法穿透日光燈管壁的。(穿透比例很少）

更別說眼睛細胞 感受不到紫外光的『顏色』訊號。

*** 但是紫外光 的能量 卻足夠破壞你的細胞 （可不是不受影響喔！）***
（隔著玻璃曬太陽，只能讓你流汗，可是曬不黑皮膚的,

想曬黑或怕被曬黑的人，知道該如何處理了吧！言歸正傳）

於是 只好藉由 燈管內壁的 螢光物質--能夠吸收紫外光，
然後釋放出更長波長的可見光。當然也包含了部份的紅外光。
好奇怪喔！原本不透紫外光的管壁，塗上螢光物質後反而可以透光！
到底釋放出哪些波長，則由 螢光物質的原子結構決定。
因此燈管內壁的混合了多種的螢光質，以便產生多種的可見光，

同時能夠刺激眼睛內三種感光的細胞。
混合的比例不同，也就產生『不同顏色』感受的 日光燈光。

藍光部份較多的螢光燈管 雖然效率較高，但是感覺起來較冷（陰森）。

家中使用通常選 多一些 紅光部份的螢光燈管，比較有溫暖的感覺。
效率卻也就低了些（想想看 為什麼？）

以下是一般日光燈三種不同色系的光譜分佈