放電灯
炭素アーク灯(カーボンアーク灯、carbon arc lamp)は電極に2本の炭素棒を用いて両極間にアークを生じさせて光るようにした電灯である。弧光灯ともいう。
発光の原理としては、炭素棒間の放電により加熱された炭素棒の先端が気化し、発生した炭素蒸気が両極間のアークにより白熱して強い光を発することによる。照明に用いられる場合は強すぎる光を抑制するため、周囲を着色ガラス等で覆う。
炭素棒はアークを発生させると炭素蒸気を出しながら消耗していくため、始動後は電極の消耗に応じて電極間の距離を一定に調整する装置を要する。炭素棒を並行に並べることで、距離調整を不要とした電気ろうそく(エレクトリック・キャンドル)と呼ばれる形式も存在する(後述)。
炭素アーク灯は、1808年にイギリスの化学者ハンフリー・デービー (Humphrey Davy) が実験を行ったもので世界最初の電灯となったものである。デービーは1815年にはボルタ電池2000個を電源とするアーク灯の実験を行い強い光を出すことに成功した。しかし、長時間電力供給可能な電源や電極間隔の改善などの問題がありすぐには実用できなかった。アーク灯が最初に実用化されたのは1862年のことでイギリスのダンジネス灯台とされている。
19世紀後半、街路灯に用いる電気照明としてアーク灯はもてはやされていた。
水銀灯はガラス管内の水銀蒸気中の放電発光を用いた電灯である。発光スペクトルは、管内の蒸気圧が低いと遠紫外線が強くなり可視線スペクトルは弱く、管内の蒸気圧が高くなると可視線スペクトルも強く高効率になる。
初期に製造された水銀灯は蒸気圧1キロパスカル (kPa) 程度の低圧水銀灯であったが使用されなくなっており、一般照明用には蒸気圧100 kPa前後の高圧水銀灯が使用されている。また実験用など特殊用途には蒸気圧2000 kPa以上の超高圧水銀灯も使用されている。
ナトリウムランプは通常は低圧のものをいい、U字型の細長い管に蒸気圧約0.5パスカル程度のナトリウムとアルゴンを封入した電灯である。