氙燈通過在兩個電極之間產(chǎn)生電弧發(fā)光，類似于焊接中產(chǎn)生的電弧。在完全封閉的微石英燈泡（管）中，高壓脈沖電作用于金屬電極之間，激發(fā)燈泡內的物質（氙氣、少量汞蒸氣、金屬鹵化物）在電弧中產(chǎn)生光線。

這種高亮度的色溫與陽光相似，但含有更多綠色和藍色成分，從而呈現(xiàn)出藍白色光。這種藍白色光顯著提高了道路標志和標識的亮度。氙燈發(fā)出的光通量是鹵素燈的兩倍以上，將電能轉化為光能的效率比鹵素燈高 70%以上。因此，氙燈具有更高的能量密度和光強，而工作電流僅為鹵素燈的一半。

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