瞬渺光电

小时候就听大人说，“不要总是开灯关灯，开灯关灯最费电了”。那个时候，家里用的还是白炽灯泡。等学了物理，明白了电压电流电阻等等的时候，也就明白了白炽灯将电能转化为热能，虽然说开灯那一瞬间灯丝的温度低，电阻只有正常工作的十分之一左右，因此耗电多一些。但是这个过程不过短短数秒，也不过是多消耗了相当于稳定发光一分钟左右的电能，根本谈不上有多费电了。　　现在，大家照明多用日光灯之类的节能灯，能量效率更高、更省电。有些灯启动的时候，需要一个很高的电压来预热，外电路的电压恒定不变，这种高压启动一般是通过灯具内部的电路来实现，比如日光灯管的启动器。　　也许因为要预热，江湖上又把当年“开灯关灯最费电”的说法套在了节能灯上，说是“开关一次相当于持续点亮N小时”。前段时间，《新知周刊》一篇关于“地球一小时”活动的文章中提到了这个流言，里头的N等于1。而在一些网络帖子中,这个N甚至等于10！　　初听起来，这个说法似乎颇有些道理。但是，如果真的相当于10个小时的耗电量，以20瓦的灯泡来说，启动的瞬间会耗电高达720千焦，足够把2升水烧开了。这么大的热量在极短的时间内散发开来，开灯的时候我们居然感觉不到热浪扑面而来，岂不是太奇怪了？　　那么，到底节能灯开关的瞬间消耗多少电能呢？我们用一个实验来回答这个问题。我们利用手头上的一个额定电压120伏（60赫兹，美制），额定功率14瓦的节能灯泡（EDXO-14型一体式荧光灯）和一些电路原件（电阻、万用电表和示波器），搭建了一个电路。其中，一个小电阻（13.6欧姆）和节能灯泡串联在一起连接到120伏，60赫兹的交流电源上。通过测量电阻两端的电压，我们就可以计算出通过节能灯泡的电流，从而计算出灯泡的功率。　　首先，测量稳定工作时节能灯泡的功率很容易。开关闭合后，节能灯正常发光时，只要用普通的万用电表就可以测量电阻两端的电压为1.4伏。同时我们测得外电路电压为119.8伏。因此通过灯泡的电流为0.103安。那么这只灯泡在稳定工作时的功率就是P=UI=(119.8-1.4)×0.103≈12.2瓦，稍低于灯泡上标识的14瓦。　　但是我们关心的“高压”启动问题，在普通万用电表上却完全显示不出来。我们尝试多次打开闭合开关，万用电表的读数上没有任何异常。这说明开始的高压启动时间非常短，远小于万用电表的响应时间。因此，我们不得不使用另一种可以看到短时间信号的仪器：示波器。　　在接通的一瞬间，我们看到了期盼已久的“高压启动”——一个极短的脉冲峰出现在示波器的波形图上。这正代表了节能灯的“高压启动”过程。那么，在这个过程中耗费了多少电能呢？　　实际上，这个尖峰发生在1毫秒（0.001秒）之内，随后波形就正常了。这个瞬时的大电流约有正常工作情况下的5到7倍。以7倍计，我们可以估计出节能灯泡在这个时间内的电能消耗不超过0.1焦耳，只相当于稳定工作下不到0.01秒的耗能。由于实验手段的限制，实际的耗能可能和估计的值有些差别，但是即使放大10倍也只相当于0.1秒的耗能——启动消耗的能量微不足道。　　从这个实验我们可以看出，传言的节能灯开关瞬间大量费电的说法是完全站不住脚的。节能灯在启动的时候消耗的电能总量其实很小，并不会有开关一次等于几个小时持续发光的情况。大家不用为了“省电”而不关灯。　　当然，过于频繁地开关电器对电器的寿命肯定会有所影响。从这点来说，避免过于频繁地开关节能灯还是有一定道理的。

昨天下午，我们正在实验过程中，突然停电，还不到一秒钟的时间又恢复供电，我立刻打电话给工程师，咨询相关问题。我们使用的[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Wp][color=#3333ff]原子吸收光谱仪[/color][/url]是PE公司的AA800，在检测过程中会在瞬间产生一个巨大电流，所以不能使用稳压电源来作为用电保护，我将断电情况跟工程师沟通后，他建议我们安装一个继电开关，在断电后，开关自动断开，需要人为开启才能恢复通电，以防止突然停电又瞬间来电给仪器造成的伤害。希望引起大家的注意不过我还没有找到合适的继电开关，希望了解情况的版友给我些建议。

[color=#000000]美国和德国科研团队在实验中首次拍摄了液态水中电子实时运动的“定格帧”。该研究提供了一个窗口，使科学家能在以前用X射线无法企及的时间尺度上了解液体中分子的电子结构，标志着实验物理学的重大进步。相关研究发表在《科学》上。[/color][color=#000000]这项研究是通过美国直线加速器相干光源（LCLS）的同步阿秒X射线脉冲对而实现的。此前，辐射化学家只能在皮秒（等于一百万阿秒）的时间尺度上解析电子运动。现在，在阿秒尺度上研究X射线击中目标的电子反应的能力使科研人员能够深入研究辐射引发的化学反应，比以前的方法快100万倍。研究中开发的技术，即[b]液体中的全X射线阿秒瞬时吸收光谱[/b]，使他们能在原子核移动之前，在电子进入激发状态时“观察”由X射线激发的电子。[/color][color=#000000]这项研究建立在阿秒物理学这一新学科的基础上，[b]揭示了物质受到X射线照射时的瞬时电子变化，不仅加深了科学家对辐射诱导化学的理解，还标志着阿秒科学新纪元的开始。[/b][/color][来源：科技部][align=right][/align]