高効率な蛍光灯

発光効率の高い蛍光灯を考えてみました。効率を高くするには低電圧で点灯すればいいと考えました。そこで、低電圧で点灯する蛍光灯を考えました。その方法はトンネル効果を利用した物です。
まず図の－極と＋極A、Bに10Vほどの電圧を掛けます。すると－極から＋極Aにトンネル効果で電子が飛んでいきます。そこで近くに置いてある磁石から反発の力を受け電子は矢印の方向に飛んでいきます。移動した電子は＋極Bに流れていきあとは蛍光灯と同じ原理で発光します。蛍光灯は管の中の電子の流れを常に変えてやらないと発光し続けないので今度は＋極C、Dに電圧を掛けます。すると矢印の方向に電子が飛んでいき＋極Dに流れていきます。これを交互に流してやれば発光し続けるわけです。
問題点があれば指摘してください。

No.1 ベストアンサー 回答者： kagakusuki 回答日時： 2011/09/22 04:27

>近くに置いてある磁石から反発の力を受け電子は矢印の方向に飛んでいきます。

　この部分は間違いだと思います。
　電子は磁石から反発力を受けるのではなく、電子の運動方向と、磁力線の向きという、2つの方向の双方に対して垂直な方向に力を受けますから、
例えば図中の磁石の電極に近い側がN極である場合には、－極と＋極Cとの間を流れる電子は、図が描かれている面に対して垂直で、図の表から裏に向かう方向に曲げられますし、
－極と＋極Dとの間を流れる電子は、図が描かれている面に対して垂直で、図の裏から表に向かう方向に曲げられます。
　磁石の電極に近い側がS極である場合には、それぞれ逆の向きに曲げられます。
　従って、図の左方向には飛んで行きません。

【参考URL】
　フレミング左手の法則 - Wikipedia
　　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%95%E3%83%AC% …


>蛍光灯は管の中の電子の流れを常に変えてやらないと発光し続けないので

　もしも、質問者様の構想の通りに電子が飛んだ場合には、電子は常に図の右側から左側に向かって流れていますから、電子が流れる向きは切り換わっておりません。


>すると－極から＋極Aにトンネル効果で電子が飛んでいきます。

　電極間を電子が飛ぶ事が、もしもトンネル効果によるものだとするならば、電子は電極間の間隙を通過する事なく、－極に存在して居た電子が消えて（存在確率が低下して）、＋極の中に（あたかもワープする様に）現れる（存在確率が増加する）と思われますから、水銀蒸気内に電子が飛ぶ事はない様な気がしますが…

【参考URL】
　トンネル効果 - Wikipedia
　　http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%88%E3%83%B3% …

No.3 回答者： hisappy 回答日時： 2011/09/22 18:53

質問文にある動作原理が実現したとして、

現行の100V、100W（暫定値。実際には60W～40W辺り）に相当するだけの
光量が得られるかどうかの部分が抜けています。

また逆に、実用的な光量が得られても
磁石を使用している点でコスト面で不利と考えられます。
構造上、電極に近い位置、つまり蛍光管の内部側に設置する必要があるのと
そうなると生産の際の加工時の熱の影響もあり
高い工作精度を要するものとなります。

そして何より、製品寿命の問題もでてきます。
やっている事（大雑把な仕組み）が現状の蛍光管と変わらない（蛍光体を発光させる）のなら
最低、同等の寿命が求められます。

仮に発光できても10Vで4W程度（懐中電灯程度）だったりしては
現在の生産ラインが流用できたとしても
蛍光灯に置き換わるものとなるのは難しいでしょう。

図でいう左右方向が短い面発光型が実用レベルで実現すれば
立体コピー機の投光部に使い道がありそうな予感。。。

No.2 回答者： nerimaok 回答日時： 2011/09/22 04:42

>蛍光灯は管の中の電子の流れを常に変えてやらないと発光し続けないので

DCでも発光します
ただ、左右で光り方が違ってしまって見苦しいのと高圧発生させるのにACの方が楽だとかで交流点灯させてます。

前に会社で「高周波インバーターでも目立たないだけでちらつくんだから、本当にDC点灯させて売り出す」って開発してた人が居ました。
確かに光ってましたが、実用にはならなかったようです。