为什么交流电频率是50hz，而日光灯发光频率是100hz

问题描述

精选答案

这个是跟光源强弱无关，取决于光源是否存在固有闪烁频率，有一个比较专业的词汇叫日光灯的频闪。

如果是在日光灯下，就会看到扇叶转得很慢甚至是不转、倒转，但在白炽灯（加热钨丝那种）或者阳光下看，就不会出现这个现象。先不解释频闪的原因，先解释为什么在闪烁光源下看到扇叶转得很慢甚至倒转。举个例子，假设有人在操场跑圈，你在教室里看书，而你每1分钟会往窗外的操场看一眼，那如果外边的人是每一分钟跑一圈（400米），你每次看的时候就会觉得他还在同一个位置，没有动过。如果他加快速度，每一分钟跑了401米，在你看来他每次的位置就靠前一点，但是你感觉到的他的速度只有每分钟1米，这个远小于他真实的速度，每分钟401米，当然，到了这里你就不难理解倒转的意思，如果他每分钟跑399米，在你看来他好像每分钟倒着退了1米。下面就要解释闪烁是怎么来的，众所周知，我们民用电是220V的交流电，交流电的电压是随着时间周期性变化的，中国所使用的交流电的交流频率是50Hz，也就是在0.02秒的时间里，电压会完成一个周期的变化，可以理想得假设为一个正弦函数的周期。换句话说，在1秒钟的时间里，有100个瞬间其实电器两端的电压是0，对于白炽灯这种靠电流加热钨丝发光的灯泡，钨丝温度变化所需要的时间相比于电流变化的时间要长很多，因而一旦发光之后，即使电流每个瞬间都在变化着，钨丝还是保持一个相对稳定的温度而发光（就好比停电了，冰箱里的冰淇淋也不可能马上化掉，只要很快就又来电了，就不用担心冰淇淋化掉的问题），因而钨丝的光源可以视为稳定光源。但是日光灯不同，日光灯发光靠的是启动器瞬间断电时镇流器自感产生的高电压加速电子，这些高速的电子电离灯光里的氩气构成了回路，持续的电流产生的‘热量’使得灯管里的汞蒸汽电离发出紫外光，紫外光照射在灯管壁上的荧光物质发出接近白光的荧光，这里打了引号的热量其实是取决于导电离子能有多高的速度，而这个与钨丝不同，导电离子的速度取决于灯管两端的电压，只有当电压高于某一个值时，灯管才能正常发光，所以这种日光灯会有每秒100次的闪烁，也就说事实上你是每0.01秒观察一次电扇的扇叶，如果电扇刚好是0.03秒转了n圈，那你看来电扇就是不转的（因为电扇有三个扇叶，所以转1/3圈在你看来就重合了），如果电扇的转速和这个有出入，你就会产生了电扇转得很慢或者在倒转的感觉。另外我必须强烈批评下许多在其他论坛或者网站里把这种现象归结为视觉残留效应的人，这种说法是非常荒谬的，同时这种说法也恰恰可以用来对比频闪现象。如果把电扇放在白炽灯下或者日光下，开一个很高的转速，你会觉得电扇整个变成了一个均匀的圆面，这是因为电扇的转速远快于人眼能区分的极限，在人眼能区分的那个最小时间单元里，电扇的扇叶已经多次扫完了同一个圆面，对于人的眼睛来说，只能把这个最小单元的效果叠加起来接受而不可能去区分到更短的时间间隔里哪个扇叶在哪里，所以就会觉得扇叶转成了一个均匀的扇面，这才是视觉残留。另一个很简单的例子就是你拿一根筷子快速来回扫动，在日光下你会觉得这个筷子扫过的区域很均匀，但是拿到你能看到电扇慢转的光源下做一样的事，就会感到眼前有许多一根根筷子的幻影而不是一个均匀的面，这就是频闪。当然频闪也是和视觉残留可以同时存在的，比如对于扇叶这个问题，因为人眼是不能区分出1秒钟100次的闪光的，所以其实你看到的慢转的那个‘扇叶’，其实是数次闪烁照亮的扇叶的一个视觉残留叠加。这个也很好理解，还拿操场那个例子，我们说你每分钟往窗外看一次，你是不可能只看一个无穷小的瞬间的，我们可以假设你每分钟往窗外看一次，每次看一秒钟，在这一秒里那个人跑动了大约6米多，假设你的眼睛无法区分1秒钟以内看到的事物，那你就是看到了一个拖成6米长的‘人’，这个6米长的人没动（1分钟400米），或者这个6米长的人每分钟往前动一米（1分钟401米）或者倒退1米（1分钟399米）