鹵素燈與氣體放電式燈

鹵素燈 (Halogen Lamp) 與氣體放電式燈(High Intensity Discharge Lamp，HID)
臺北市立永春高級中學化學科蔡曉信老師/國立臺灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯

鹵素燈也是一種白熾燈，其原理是在燈泡內注入碘或溴等鹵素氣體。當電燈開啟後，鎢絲高熱發光，此時鎢絲上的鎢原子蒸發，擴散到燈泡壁溫度較低的區域時，就與鹵素作用生成鹵化鎢。鹵化鎢被氣流帶到燈絲附近的高溫區，分解成鎢原子及鹵素原子，而鎢原子又黏附於鎢絲上，藉此不斷的循環，因此鹵素燈泡比白熾燈更長壽。此外，鹵素燈泡亦能以比一般白熾燈更高的溫度運作，它們的亮度及效率亦更高。不過在這溫度下，普通玻璃可能會軟化。因此鹵素燈泡需要採用溶點更高的石英玻璃。而由於水晶玻璃不能阻隔紫外線，故此鹵素燈泡通常都而需要另外使用紫外線濾鏡。鹵素燈泡上的水晶玻璃如果有油脂，會造成玻璃上溫度不一，減低燈泡的壽命。因此換鹵素燈泡時要避免人手觸及燈泡的玻璃，如果有指膜應以酒精清潔。

HID氣體放電式頭燈和一般傳統鹵素燈最大不同在於其發光原理，鹵素燈是利用「燃燒式發光」方式產生照明，而「HID」則是利用「跳電式發光」來照明，它突破傳統鎢絲的傳導技術。所謂的HID，是High Intensity Discharge的縮寫，代表著高壓放電之意。在這種系統的設計之中，燈具捨棄了傳統鎢絲受熱發光的原理，改以在兩電極之間加以極高的電壓而產生電弧，迫使其內的氙氣分子與稀有金屬元素激發游離，處於高能狀態。而當高能的分子重新回復穩定態時，其分子內所具有的能量便以穩定波長的光的形式發散出來，形成高亮度、接近日光顏色的照明效果，這便是HID的發光原理。

由於其內部沒有燈絲的結構，因此傳統燒融以及沈積的問題都不會出現，而其內的惰性氣體分子僅是在高能態與穩定態之間波動，並不會產生變化，使其擁有較長的使用年限。加上其所發出的光線亮度高，顏色照明效果佳。而除了在照明效果較佳之外，不同的發光原理，使其所發出光線的波長較為集中而穩定，電能轉換為可見光的效率較高，使HID系統亦較傳統燈具來得省電，亦達成環保節能的目的。為了使靜止的氣體之中產生電弧，HID的電極之間必需提供23,000伏特以上的電壓，在照亮後更需保持8000伏特以上的電壓才能維持發光。

車用HID氣體放電式頭燈的優點：

1. 亮度是一般鹵素車燈的3倍，讓白天清楚的視野能在夜裡重現。不管夜間或雨霧中行車，均能提供更廣更亮的駕車視野。
2. 壽命長沒有傳統鎢絲容易損耗的情形，長達五倍的壽命。壽命長達2500小時，大幅超越夜間行駛總時數，可使用6年以上。
3. 更省電，只需35 W的電力，是鹵素燈所需55-65 W的一半，可省電50 %，大大減輕車輛電力系統的負擔。
4. 安全，不會因泡水或有水氣因素而產生爆裂。

參考資料
維基百科，電燈泡。檢索日期2009.7.2，http://zh.wikipedia.org/wiki/電燈泡