1.1 光的演变

1.1.1 过去的光

火的发现

火，原是大自然中的一种自然现象，如火山爆发引起的大火，雷电使树木、含油物质等燃烧而产生的天然火，这些野火远在人类诞生以前就存在于地球上了（图1.1）。原始人在使用天然火的漫长过程中，不断加深对火的认识，到了旧石器时代晚期，随着钻孔和磨制技术的发展，发明了摩擦的人工取火方法。把松脂涂在树皮或者木片上，捆扎做成照明用的火把，成为人类创造的第一盏意义上的“灯”。

油灯的由来

油灯起源于火的应用和人类照明的需要。据考古资料记载，在距今约 20 万～ 70 万年前，旧石器时代的北京猿人已经开始将火用于生活中。随着时间的推移，原始人通过不断地思考和探索，终于找到了一个办法。他们找来一些贝壳或者有凹洞的石头作为容器，然后将动物的油脂当燃料倒进去，并且找了一些能够吸油的材料（如芦苇）作灯芯，灯芯吸了油，点燃后就能持续产生火，这样就创造出了一种能够较长时间持续产生火的器皿，这便是油灯的雏形。随着人类文明的进步，工业水平的发展，油灯的造型也在不断改变。

早期的油灯，上盘下座，中间以柱相连，虽然形式比较简单，却奠定了我国油灯的造型基础（图1.2）。此后，经青铜文化的洗礼，加之铸造技术的提升，油灯和其他器物一样，在造型上取得了重大突破，创造了中国油灯艺术的辉煌。从春秋到两汉，油灯技术的高度发展已经使其脱离了实用器具的要求，和其他器物一样，成为特定时代的礼器。

蜡烛的产生

最早的蜡烛起源于汉代，在当时称作黄蜡，黄蜡是由工蜂分泌出的蜡，在当时算是奢侈品。到了唐代人们发现了白蜡即白蜡树上雄性白蜡虫产出的分泌物，直至宋代白蜡得以大量生产，蜡烛的使用也相对普遍。后期人们相继发现了更多制造蜡烛的原料，如动物蜡、鲸蜡、植物蜡等。直到 19 世纪初，法国化学家舍夫勒尔经过试验，发现了更适合做蜡烛的材料硬脂酸。再到后来，油田的开采，从石油中提炼出了石蜡，相比之前的材料，石蜡更占优势，也使得蜡烛得以在全球范围推广使用。直至今日，蜡烛仍在不少场景下使用（图1.3）。

1.1.2 现在的光

随着社会的不断发展与进步，光源的发展也在不断取得历史性的突破。

现今的白炽灯使用钨丝作为灯丝，钨丝被加热到2300℃以上，钨丝即可以发光，实现将电能转化成为热能并发出光亮。为了防止钨丝氧化，在密封灯泡内注入惰性气体。因为是用加热钨丝的方式发光，所以仅有10 ％~20％的电能转化为光能，能耗较大。

荧光灯是气体放电灯的一种，玻璃管中充满了氩气和少量水银，内壁涂有荧光物质用来发光和定色彩，两端是钨丝制作的两螺旋或三螺旋钨丝圈电极。光色较为柔和，需要搭配镇流器使用。

高压气体放电灯是经由气体、金属蒸气或几种气体和蒸气混合放电而发光的灯，启动较慢，显色性较差。包含水银灯、金属卤化物灯、高压钠灯、低压钠灯、高压水银灯等，适用于体育馆、电影院、仓库、户外活动区、道路等区域，也常用作车头灯照明等。

卤素灯是在白炽灯基础上改进的，内含微量卤素气体，通过气体循环，可以减轻衰减和黑化现象。灯杯内部镀有反射膜，光线会聚集到前端，并向前方射出光线。此外，易产生高温的红外线也通过反射膜跑了出去，减少了对人身体的热辐射。

LED由半导体材料制成，有两个电极端子，在端子之间施加电压，正负极结合发光。LED是一种半导体原件，光源本身发热少，属于冷光源，因为体积小、辉度高，早期常常用来作为指示照明。LED是固态发光，不含水银和有毒物，不怕震动，不易碎，是目前最为环保的光源。

节能灯是荧光灯家族的延续，在荧光灯之后，发展出了将灯管、镇流器、启动器结合起来的改良型荧光灯——节能灯。它只需耗费普通荧光灯 1/4~1/3的能耗即可达到同等效果。

OLED（Organic Light Emitting Diode）是指有机半导体材料和发光材料在电流驱动中达到发光显示效果的现象，原理与LED类似，但材料是有机材料，具有超轻、超薄、可弯曲、亮度高、可视角度大、不需要背光源及发热量低等优点。

光导照明系统取代了白天用电照明的做法，通过采集日光并利用折射等技术，将室外自然光引入室内进行照明，也解决了建筑不能做吊顶时，阳光给建筑内部带来的眩光影响及冷热变化给空调带来的负荷增加等问题。

人类对于光的探索，成就了如今的万家灯火，也绘制出现代社会灿烂辉煌的画卷。传统的灯光以功能性照明为主，而现代的灯光却早已超出了照明的范畴。 N1BTDflkR8V5cZ4CEPsDVt/aP6Wp6unLqO3W+1YIsG6pv8jG5ApTuatOq0IwuOkO