关于氙灯飘弧问题和放映机为什么要采用氙灯作为光源

授讲：happytomy

氙灯飘弧问题：

      关于氙灯飘弧问题是影院放映期间会经常遇到的一种现象；其形成的原因主要有以下几个方面：

      首先申明这只是个人的观点，如有不正确的地方大家可一起来讨论。

一、电极造成的

      我们知道阴极上面涂有钍，如果阴极上面的钍涂层不均匀的话，会引出电子溢出功的增加，所谓电子溢出功就是电子发射的难易程度，如果电子溢出功增加说明电子发射需要更的功率来实现，那么电弧就会不停地在阴极表面寻找一个溢出功更小的表面来实现电子的发射，这个电弧不停在阴极表面寻找溢出功更小的过程就会引起电弧的不稳定，反映在银幕上就是飘弧。这是第一个原因。

      补充一下第一个原因就是氙灯在充入氙气之前必须是真空状态，如果这个真空状态不真空，也就是说真空中有部分氧气的话，那么氧分子就会和钍在高温状态下在阴极表面形成氧化钍，这个氧化钍也会使阴极表面溢出功的增加，从而形成飘弧。

二、灯电源

      我们知道氙灯是点光源，其工作的时候需要一个纯净的直流电，如果灯电源不能提供一个纯净的直流电的话，比如在直流电中有伴有交流部分，那么也会引起飘弧。这个直流中伴有交流部分也称为电流的纹波干扰。

三、抽气速度过快

      我们知道氙灯工作的时候表面温度最大可达600摄氏度左右，所以需要安装抽风机来给氙灯表面降温。但是这个抽风速度不是越大越好，如果抽风速度太大的话，会在灯的阴级和阳极间形成一个不稳定的气流，从而也会发生飘弧。（气流或低或高 导致受热不均）

四、灯安装的问题

      我们如果安装过氙灯的都知道，氙灯有二个电极，一个是阴极一个是阳极，安装时必须要安装牢固。如果安装时没有拧紧，那么一旦通过电流发热以后，电极连接部位会有因为发热涨开造成电极接触不良，从而也会形成飘弧现象。

五、灯超时使用

      灯如果超时使用的话，会造成灯内部的阴极和阳极间的间隙过大，我们知道氙灯是点光源，这个间隙不能过大，如果过大那么灯就不能维持一个稳定的光源，那么也就是会有飘弧现象发生。

      所以灯千万不要超时，于已于影城都是没有任何好处的。

      其实氙灯发光不是电流直接产生，氙灯发光是由于氙气分子得到了从阴极射向阳极的电流的能量以后，使氙气分子从低能量状态提升到高能量状态，然后立马又从高能量状态回到低能量状态，然后在这个氙气分子释放能量的过程中产生了光子的原因。

      也就是说光是由于光子产生的；和电子无关，电子（电流）只是提供给氙气以能量；

     那么不同气体分子在释放能量的过程中会产生不能波长的光子，所以光的颜色也就不同。

      这才是气体放电产生光的原因；放映机之所以用氙气灯就是因为氙气分子产生的光子的色温在6300K，和日光（6500K）接近。

放映机为什么要采用氙灯作为光源？

      放映机为什么要采用氙灯作为光源？有那么多的光源不用，为什么非要氙灯呢，你们到底想过没有？为什么不用钨丝灯？为什么不用荧光灯？非要用氙灯！

其实主要就三个原因（本题15分）

一、氙灯是点光源，光斑比较均匀；

二、氙灯的光效率高；

三、氙灯的色温接近日光（这是最为重要的一点）；日光的色温是6500K，氙灯的色温是6300K

为什么色温接近日光就一定好呢？

      首先我们要知道什么是色温；所谓色温就是白色的颜色；啥，白色不就是白色吗，还有什么颜色呢？

      我来说说关于色温的问题，这个很重要；正确理解了色温的概念对于很多知识你都能明白了。

      比如照相机中也有关于色温的设定，在PS中调色的时候也有色温的设定，在你去市场上买台灯的时候色温也是一个关键因素，等等。

      那什么是色温呢，到底如果来准确理解这个概念呢。那我就来说说关于色温的那些事吧！

      首先就是色温的定义和概念问题，网上和很多书上都有关于色温的介绍，但是很多都没有说明白，反而会使你更迷糊。

      其实色温概念很简单，所谓色温就是白色的颜色。

      那么你又要问了，即使是白色怎么会有颜色呢？

      其实这个问题在1666年的时候牛顿已经回答了；通过一个实验来说明什么是白色；就是通过一个棱镜然后让日光通过这个棱镜，然后通过光的折射原理在墙上面产生了光谱。

      这个实验充分说明了白光其实并不白，白光是由无数波长的颜色光合成的。反过来说如果白光真的不白了，比如乌丝灯下面，白光是不白的，看上去有点黄；这是为什么，就是因为钨丝灯产生的光谱有限，所以最终形成的光就不那么白了。

      如果用这种光源作为放映机的光源的话（除去光效率很低外，大概99%的电能都变为热能了），打到银幕上的画面也会是偏色的。

      这个当然是很致命的。也就是说我们要找到一种光源，他的色温要接近（最好是和日光一样）日光，这样我们在银幕上看到的画面才不会偏色，那么氙灯就是这样一种光源，他的（氙灯）色温就是6300K，很接近日光，几乎就是纯白的颜色。

这也是为什么放映机不管是以前胶片时代，还是现在的数字时代，都一直采用的原因。不过以后会被激光光源取代。

      刚才不是说了，氙灯的光效率高，所以亮度也高。

      激光光源目前有二种，一种是独立的RGB三色光形成白光（可以无限接近日光6500K）；另外一种是荧光粉激光。所谓荧光粉激光其实就兰色激光；只有一个兰色激光源，然后这个兰色激光打到黄色荧光轮上面形成了黄光，然后再通过另一个兰色激光和这个黄光形成白光（那么这个白光的色温就要比三原光的激光形成的白光色温要差一点）。

      可见光谱从400NM到700NM。关于激光光源的色域更大更大如何来正确理解呢；其实就是和色温有关的。

      我刚才不是说了，色温就是白色的颜色对不对，那白色是由可见光谱合成的对不对，也就是说色温越接近6500K，也就是是说越包含更多的可见光谱色，对不对，可见光谱色越多，也就是色域更大。

      这就是为什么色温那么重要的原因了。

      通过棱镜分出来的光谱更接近太阳光；当然这里所指的日光是指下午太阳光底下的日光色。

      汞灯的色温往比不上氙灯的气温，也就是说汞灯白光中的可见光谱比氙灯要少，那么反映在银幕上可表面的色彩也就少，也就是说色域要小。

      所以为什么连SONY最后也放弃了汞灯改用氙灯了。

      好了，今天和大家一起聊一下我对于飘弧现象的理解，有任何不足之处还请大家指出。谢谢。

另可参考文章：关于数字电影银幕亮度、色度、对比度标准解释

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