電球って・・・

Question

電球に電流を流すと光る理由はどうしてなのでしょうか？
また、それにともなって温度も上がるようなのですが、そもまたどうしてなのですか？
詳しく説明していただけると有り難いです。
よろしくお願いします。

acacia7 · Accepted Answer

電球で発生する仕事を考えてみてください。
電流が流れ、電球の抵抗により電圧降下が発生しています。
この掛け算で外部電源により電球に仕事が発生していることがわかります。

で、この仕事は電気エネルギーですが、このエネルギーが
電球内部に保存されれば、電球はどんどん内部エネルギーの上昇にともない、温度が上がっていきます。

この熱はフィラメント回りの気体が温度を伝えなければ、純粋にフィラメントの温度上昇になりますが、
実際には回りの気体を経由して熱が発散されています。

しかし、熱の発散は仕事に対して十分では無く、
その電気エネルギーとバランスをとるように光を放射するわけです。

ということで、熱の伝達のうち「伝熱」「対流」が抑えられた電球という構造においては、その仕事の発散のため、
「輻射（≒発光）」を大きくなるのです。

ヒーターなどは「伝熱」や「対流」が十分にあるため、
「光」は出しませんし、スピーカーは「音波」という物理的なエネルギーで発散するので、光らないわけです。

で、最後に微妙なニュアンスの問題ですが・・
発光にともない、温度が上昇しているわけではなく、
温度上昇にともない、発光が発生するのです。

First_Noel · Answer

順番が逆で，
「温度が上がるから光る」
と言うのが実際に起こっている現象です．

電流は電子の流れですが，タングステン原子（実際には周囲の電子雲）
とゴツンゴツンぶつかるので，結果タングステン原子がゆっさゆっさと
揺すぶられます．
温度（この場合は原子温度）とは，この原子の運動エネルギーの
分布（マクスウェル分布）を表すものですから，ゆっさゆっさが大きいほどに
「温度が高い」ことになります．

また，物理現象として，荷電粒子が加速度運動をすると
電磁波を出します．

こうして激しくなった原子の運動（単振動と言う加速度運動）に伴って
電磁波が放出されています．
電球では可視光線として目に見えるものになっています．

上記の現象は，
・オームの法則
・プランクの法則
としてまとめられておりますので，検索されてみて下さい．

kbannai · Answer

熱とは分子（または原子）の運動エネルギーのことです。

熱の発生は、その物体を構成している原子の「振動」によるもので、電気抵抗が大きいということは、導線を通過する電子が（その電子よりもかなり大きい）原子にぶつかって、振動を大きくすることです。

あるいは、電圧を大きくするか、電流を大きくするか、またはその両方（電力）を大きくするかでも、熱の発生は大きくなります。

光はエネルギーの粒子（光子）とも考えられており、導線を構成している原子の運動エネルギーが変わったものだと思います。

noname#49904 · Answer

何でも燃えるとき高い温度ほど明るく光りますね。
　ところが、空気中の酸素と化合して酸化しているから熱が発生して燃える（酸素と反応している）のです。そこに酸素がなければ燃えません。ただし熱が発生して光っているけど、燃えないということです。
　電球のなかには光っているところは、タングステンという金属で出来ています。電球にはアルゴンガスという燃えない気体が入っています。
　電気を通すことでタングステンが熱を持って光りますが、酸素がないため燃えることが出来ずに長い時間光り続けることが出来るのです。

kbannai · Answer

電気抵抗が大きい素材に電流を流せば、熱が発生します。光る理由は、発熱して光を出すためです。

別に電球じゃなくても、電気製品ではよく利用される性質の１つだと思います。

電球って・・・

電球で発生する仕事を考えてみてください。

順番が逆で，

熱とは分子（または原子）の運動エネルギーのことです。

何でも燃えるとき高い温度ほど明るく光りますね。

電気抵抗が大きい素材に電流を流せば、熱が発生します。

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　何でも燃えるとき高い温度ほど明るく光りますね。