7、自然与人工光源：从太阳到各类电灯的探索

自然与人工光源：从太阳到各类电灯的探索

1. 太阳对地球的影响及观测

太阳不仅是地球光和热的主要来源，还会导致太阳常数S的周期性变化。不过，目前普遍认为这些波动的幅度不会对地球气候产生显著影响，或者说，任何显著的影响尚未被识别出来。从长远来看，太阳核心持续消耗氢会使太阳辐照度增加，这更值得关注。

如今，大多数科学的太阳测量是通过卫星观测进行的。1995年12月发射的太阳和日球层天文台（SOHO）卫星，用于研究太阳耀斑、太阳风、太阳黑子活动和其他太阳过程。该卫星上配备了多种专业仪器，如极紫外成像望远镜（EIT）、大角度和光谱日冕仪（LASCO）、日冕诊断光谱仪（CDS）以及太阳紫外辐射测量仪（SUMER）等。2010年2月发射的太阳动力学天文台（SDO）卫星则配备了更精密的仪器。

2. 电驱动光源 - 弧光放电灯

为了满足人类在正常日照时间之外的活动需求，人们开发了地面人工光源。早期的燃烧型灯使用了数千年，但无法达到电驱动光源的照明水平。第一种成功的电驱动光源是高强度弧光放电灯，由汉弗莱·戴维爵士在19世纪初开发。它通过在被电离气体包围的两个高压电极之间产生电弧来发光。最初的弧光放电灯在空气中运行，由两根相距约100厘米的水平炭棒组成，连接到一组电池上以在棒电极之间产生电弧。由于碳棒电极会燃烧消耗，需要手动或自动向内移动，最终进行更换。

到了19世纪70年代，年轻的发明家查尔斯·布拉什开发了短弧灯，通过电磁和机械控制自动保持碳棒之间的间隙恒定。1879年，一组十二盏布拉什弧光灯在克利夫兰的纪念碑公园照明中得到展示，其惊人的亮度标志着现有煤气路灯时代的结束。

使用钨电极的短弧灯是一种更稳定、更耐用的气体放电灯，电弧在加压