「古い蛍光灯の黒ずみ」のことで

質問

コンビにで、
『いまさらこんなことは他人には聞けない「国民の大疑問！」』
という本をついつい買ってきたんですが、

その中の、
「どうして蛍光灯は古くなると両端が黒ずむのか？」
というところで、

『　・・蛍光灯の両端のフィラメントから飛び出した電子が、
管の中を進んで水銀蒸気の原子と衝突し紫外線を発生させ、
その紫外線が、管の内側に塗ってある蛍光塗料により
目に見える光になって、・・
蛍光灯を何度もつけたり消したりして、
この紫外線の発生を繰り返すと、
蒸気になる水銀の量が減少し、放電が途切れがちになり、
やがて寿命となる。・・・
スイッチを入れた時の明かりがつくまでの一瞬の「間」は、
電子が水銀蒸気と衝突して紫外線を発生させている
しるしなのだ。』

とかありました。

これって、"黒ずみ" の説明にはほとんどなってないですよね。

それと、スイッチを入れた時だけ一時的に紫外線が発生して、
ということでもないんだろうと思うんですが。

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この辺りについては、実際にはどうなんでしょうか？

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回答No.3

pen2san · ベストアンサー

蛍光管（蛍光灯のガラス管）が黒ずむ原因はいくつかあります。

１）内部に封入されている水銀（通常はガス状）が変化したもの
２）蛍光管両端のフィラメント、及びそれに塗布してある物質が飛び散ったもの

これらの影響はいずれにせよ時間経過に伴い症状が累積されて行く訳ですから時間が経つと黒ずみがはっきり目に見えてくる訳です。

原因はそれぞれですが、（２）の例では金属が熱せられ電子が飛び出している訳ですからその金属自体もわずかづつ蒸発しておりそれが比較的冷たい蛍光管に触れ元の金属に戻る訳です。（１）の場合も何らかの原因によりガス状であった水銀が水銀の膜となり蛍光管に付着する訳です。

購入された本に書かれている「水銀の量が減少して放電が途切れがちになる」と言うのは必ずしも適切では無く、「経年変化により電極から放出される電子の数が減少するから寿命が来る。」と言った方が適切と思われます。電子回路に真空管が使われていた時代ですと当たり前だった常識が現在では通用しなくなった様ですね。真空管ではエミ減（エミッション減退）と言っていました。

オマケですが、放電開始直後（両端のフィラメントだけ光った状態の後の状態）から消灯するまでの間は放電により電子が水銀ガスを刺激し紫外線が発生しており、発生した紫外線がガラス面に塗布された蛍光物質を刺激する事により人間の目に見える光となります。
反対に言えば、「イッチを入れた時の明かりがつくまでの一瞬の「間」は紫外線が発生していない。」と言えます。

お礼

こちらで、#1～3 についてまとめてお礼させていただきます。

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エミッターのことなども含めて、
蛍光灯の仕組み、黒ずみのことが大変良く理解できました。

特に黒ずみについては、
#2 で教えていただいたサイトが、
種類ごとの図もあって大変分りやすいですね。

それにしても、質問文で触れました本（KK ベストセラーズ）は、
かなりいいかげんに書いているんだなという気がしています。

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回答No.2

Teleskope

放電管の電極近傍が黒くなる現象は種々あります。照明器具メーカーによる適切な解説のサイトがあったので紹介に留めます。
http://www001.upp.so-net.ne.jp/tortoise/wagayanokamechan_047.htm

お礼

ありがとうございました。

#3 の欄で、まとめてお礼させていただきました。

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回答No.1

fitto

フィラメントから勝手に電子が飛び出すわけではありません。
フィラメントにはエミッターという部分で覆われており電子を出しやすいストロンチウムやバリウムが使われています。フィラメントが発熱しエミッターが熱せられると電子が飛び出します。

両端の黒ずみは、フィラメントの熱により水銀原子が固まってきたり蛍光体が散って、曇ったり、エミッターの物質が散ってフィラメントの周りにシミができたりします。

お礼

ありがとうございました。

#3 の欄で、まとめてお礼させていただきました。

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