下管
荧光灯的中心元件是密封玻璃管．管子里有一小块汞通常是惰性气体氩，保持在非常低的压力下。管中还包含一个荧光粉，涂层沿玻璃内部。管子有两个电极，两端各有一个，连接到电路上。我们稍后将研究的电路是与交流电源相连的。
当你打开灯时，电流就通过电路流到电极上。电极之间有相当大的电压，因此电子将通过气体从管的一端迁移到另一端。这种能量改变了一些汞从液体变成气体。当电子和带电原子通过电子管时，其中一些会通过碰撞与气态的汞原子。这些碰撞激发原子，将电子撞到更高的能级。当电子回到它们原来的能级时，它们释放光子。
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正如我们在上一节所看到的，光子的波长是由原子中特定的电子排列决定的。汞原子中的电子以这样一种方式排列，它们主要释放光子紫外线波长范围。我们的眼睛不能识别紫外线光子，所以这种光需要转换成可见光来照亮灯。
这就是荧光粉涂层的作用所在。荧光粉是一种暴露在光线下就会发光的物质。当光子击中磷原子时，磷原子的一个电子跃迁到更高的能级，原子就会升温。当电子回到正常水平时，它以另一个光子的形式释放能量。这个光子的能量比原始光子少，因为一些能量以热量的形式丢失了。在荧光灯中，发出的光在可见光谱中——荧光粉发出光白光我们可以看到。制造商可以通过使用不同的荧光粉组合来改变光的颜色。
传统的白炽灯也会发出大量的紫外线，但它们不会将任何紫外线转化为可见光。因此，白炽灯的大量能量被浪费了。荧光灯可以让这种不可见的光发挥作用，也可以更高效的．白炽灯通过热发射损失的能量也比荧光灯多。总的来说，一个典型的荧光灯比白炽灯的效率高4到6倍。然而，人们通常在家里使用白炽灯，因为白炽灯发出一种“温暖”的光——多红色少蓝色的光。
正如我们所看到的，整个荧光灯系统依赖于通过玻璃管中的气体的电流。在下一节中，我们将看到荧光灯需要做什么来建立这种电流。