出品：科普中國

作者：X-Y團(tuán)隊

監(jiān)制：中國科學(xué)院計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心

如果要評選現(xiàn)代人類社會最重要的交通工具，汽車一定會毫無懸念登上榜首。作為人們出行不可或缺的忠實伴侶，汽車的重要性不言而喻。

它極大地拓寬了人們的活動半徑，提高了生活和工作效率，使人們用更短的時間換取更大的空間成為可能，“朝發(fā)兮蔥嶺,夕至兮明光”也不再是遙不可及。也正因如此，汽車的發(fā)展與整個人類的進(jìn)步息息相關(guān)，汽車的發(fā)展史也是人類的科技進(jìn)步史。

自從1885年德國人卡爾·本茨（奔馳車即以他的名字命名）發(fā)明汽車以來，汽車車燈也作為汽車上一種輔助工具隨之誕生。作為汽車的眼睛，車燈一直是保障汽車正常安全工作下去的重要“器官”。

世界上第一輛汽車奔馳1號 圖片來源：作者拍攝

設(shè)計出讓人耳目一新，別出心裁的汽車車燈，也成為了汽車工程師們所不斷追求的點(diǎn)睛之筆。有的車燈流光溢彩，“暗送秋波”；有的車燈鏗鏘有力，宛如戰(zhàn)斧，各具特色的車燈甚至成了一些豪車的一大賣點(diǎn)，并且逐漸成為自己的名片。

一些有特色的車燈，圖片來源：作者自制

從最初的手提煤油燈開始，汽車車燈的發(fā)展大致經(jīng)歷了四個階段，分別是第一代白熾燈，第二代鹵素?zé)?，第三代高壓氣體放電燈，以及現(xiàn)如今最新的第四代LED（發(fā)光二極管）燈。

一、古老的白熾燈

發(fā)明大王愛迪生在1879年發(fā)明的白熾燈，注定會成為替代最初手提煤油燈的汽車車燈的首選，尤其在一些老爺車上普遍使用。白熾燈即便在現(xiàn)在的照明市場中也占有一席之地，它是通過電流流過鎢絲使其發(fā)熱并達(dá)到白熾態(tài)，溫度可達(dá)3000℃，高溫鎢絲通過向外輻射光子進(jìn)行照明。

然而，鎢絲在高溫工作時會不斷揮發(fā)出鎢原子并最終冷卻在玻璃管內(nèi)壁上，使得白熾燈的壽命很短，并且為了避免鎢絲的快速損耗而不得不降低其工作溫度，進(jìn)而也就限制了其發(fā)光亮度。由于較低的色溫，白熾燈發(fā)光偏黃。值得慶幸的是，白熾燈作為車燈的局限性很快被鹵素?zé)羲鶑浹a(bǔ)。

二、進(jìn)階版之鹵素?zé)?/strong>

鹵素?zé)羰加?20 世紀(jì) 70 年代，它其實就是上述白熾燈的升級版，通過在白熾燈中加入鹵族元素（碘或者溴等），能使得白熾燈的亮度提高1.5倍，同時使用壽命提高 3-4 倍。其工作原理為：當(dāng)燈絲在高溫下產(chǎn)生的鎢原子被蒸發(fā)后向玻璃管壁方向移動，當(dāng)接近玻璃管壁時，鎢蒸氣被冷卻到大約800℃并和鹵素原子結(jié)合在一起，形成鹵化鎢（碘化鎢或溴化鎢）。鹵化鎢折回向玻璃管中央繼續(xù)移動，又重新回到被氧化的燈絲上。

由于鹵化鎢是一種很不穩(wěn)定的化合物，其遇熱后又會重新分解成鹵素蒸氣和鎢，這樣鎢又在燈絲上沉積下來，彌補(bǔ)被蒸發(fā)掉的部分。通過這種再生循環(huán)過程，燈絲的累計使用壽命可以達(dá)到400-500小時，換算下來大概可以在一輛車上工作4-6年。

同時，由于燈絲可以在更高溫度下進(jìn)行工作，從而也可以獲得更高的亮度，更高的色溫和更高的發(fā)光效率。由于還是在白熾燈的基礎(chǔ)上進(jìn)行升級，所以在發(fā)光顏色上，鹵素?zé)艄饩€與白熾燈接近，均為偏黃的琥鉑色，在雨霧環(huán)境下具有更好的穿透效果。由于鹵素?zé)舻膬r位便宜，因此直到如今，也是大多數(shù)家用轎車的選擇。

三、聽起來就很酷炫的高壓氣體放電燈

高壓氣體放電燈是指將高壓氣體代替鎢絲封裝在石英玻璃管中，用高壓電流激活高壓氣體產(chǎn)生弧光放電。常見的高壓氣體放電燈有汞燈、鈉燈以及氙氣燈等，一般應(yīng)用在汽車車燈上的是氙氣燈。20 世紀(jì) 90 年代，車燈制造商海拉將技術(shù)成熟的氙氣車燈推向了市場。由于不需要通過高溫加熱鎢絲，所以氙氣燈能提供比鹵素?zé)舾€(wěn)定的照明輸出，且氙氣燈的光照強(qiáng)度比鹵素?zé)舾呷?，耗能卻僅為其三分之二，僅為35 W左右。

圖片來源：作者拍攝

不僅如此，氙氣燈的光色與日光近乎相同，為耀眼的亮白色，能為駕駛者創(chuàng)造出更佳的視覺感受。氙氣燈的這些優(yōu)勢和特點(diǎn)大大改善了駕駛的安全性和舒適性。更重要的是，氙氣燈的理論壽命可以達(dá)到3000小時，相比于鹵素?zé)粲值玫矫黠@提高?；谏鲜鰞?yōu)勢，氙氣燈的使用量與日俱增，尤其成為中高端汽車的普遍使用燈型。

四、強(qiáng)大的LED燈

LED燈是通過發(fā)光二極管作為光源，電流通過半導(dǎo)體之后，電子空穴進(jìn)行復(fù)合發(fā)光。由于成本原因，只有在較高端的車型上才有配備。相比于上述所有燈型，LED具有最低的能耗和最長的使用壽命，普遍壽命可達(dá)到50000小時。

LED的發(fā)光顏色與氙燈大致相同，均為日光一樣的亮白色。然而與氙燈的開啟需要3-4秒的延時不同的是，LED可以實現(xiàn)瞬間點(diǎn)亮，所以當(dāng) LED應(yīng)用到轉(zhuǎn)向信號燈與高位制動燈時，能夠滿足車輛行駛過程中應(yīng)急反應(yīng)需求，并且光源可以加工成任何形狀，具有造型空間大、科技感強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。

LED大燈雖然是三種汽車大燈中綜合性能最好的一種，價格也是最貴的，所以除了在一些高端車型上作為大燈使用之外，主要還是作為一些日間行車燈使用。

圖片來源：作者拍攝

具體為自己的愛車選用何種汽車大燈，還是要根據(jù)自身的用車情況來決定。如平時開車都是在市區(qū)，普通的鹵素大燈完全夠用，并且由于其偏黃的發(fā)光顏色，使其在雨霧環(huán)境中具有更好的穿透性和辨識度。如是經(jīng)常跑郊外或者是路燈狀況不太好的路況，氙氣燈由于其具有更高的亮度以及相對親民的價格，可以彌補(bǔ)光纖和路況的不足。

不同車燈發(fā)光對比 圖片來源：作者制作

對于追求行車體驗以及條件允許的車主來說，LED燈會是一個不錯的選擇。不過汽車大燈也不是越亮越好，因為在夜間會車時會影響對方司機(jī)的視線，從而帶來安全隱患。

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