Меню

Как появились первые источники света



История создания источника света

История развития источников света относится к самым древним временам. Первым этапом можно условно назвать приручение огня нашими предками. Свет костра послужил отправной точкой в долгом пути эволюции качества освещения окружающего пространства.

В двадцатом столетии лампа накаливания стала широко распространенным элементом освещения домов

После покорения огня, древние люди для удобства стали использовать факелы, ведь света от костров и огня в печи было недостаточно. Римляне и египтяне применяли для освещения специальный масляный раствор, помещенный глиняную посуду. Обитатели некоторых других стран использовали в качестве горючей жидкости нефть.

Чтобы улучшить качество освещения, в Европе появились первые свечи, сделанные из густого жира. Немного позже они были улучшены благодаря применению китового жира и стеариновой кислоты. Новые материалы свечей были гораздо качественнее, их отличал чистый свет и отсутствие запаха при горении.

Знаменательной датой в области усовершенствования источников света считается 1879 год – именно тогда Томас Эдисон запатентовал лампу накаливания, улучшив и доработав изобретение русского ученого А. Лодыгина. Конечно, этому событию предшествовала череда научных поисков и исследований, что в итоге и дало свой закономерный результат. В двадцатом столетии лампа накаливания стала широко распространенным элементом освещения домов. На протяжении всего времени она претерпевала различные изменения – менялась форма, цветность, ее размеры – но принцип работы оставался таким же.

В отличие от люминесцентных вариантов, в металлогалогенных источниках света используются галогениды некоторых металлов

Параллельно с этим ученые активно изучали воздействие электрических разрядов на различные предметы. В частности, была открыта возможность использовать осветительные приборы, основывающиеся на свечении газов, взаимодействующих с электричеством. Так, в 1886 году Никола Тесла стал изобретателем газоразрядной аргоновой лампы, которая послужила прародителем компактной люминесцентной лампы. Также одной из разновидностей данного изобретения являются металлогалогенные лампы. В отличие от люминесцентных вариантов, в металлогалогенных источниках света используются галогениды некоторых металлов. На сегодняшний день, благодаря ряду доработок и улучшений, мы можем наблюдать применение газоразрядных ламп в общественных помещениях, на фабриках, а также в освещении торговых объектов.

Еще в 1907 году британский ученый Генри Раунд заложил основы светодиодных источников света. В 1923 году уже советский физик О. Лосев проводил опыты, используя диоды и карбиды кремния. В наше время, источники света на основе светодиодов получили мощный толчок к развитию и по прогнозам ученых в ближайшее десятилетие станут массовым элементом в освещении города.

Можно выделить на сегодняшний день и ряд специфических источников света, имеющих возможность работать определенное время без электрического питания. Сюда относятся фото- и радиолюминесцентные лампы, работающие за счет заряженных солнечным светом люминофоров и радиоактивного облучения соответственно. В освещении домов и общественных помещений, конечно, их не найти, но их польза неоценима в местах, где нет доступа к электричеству.

С древних лет и до современности источники света проделали огромный путь: от костра до мощных светодиодных ламп. И, как известно, прогресс никогда не стоит на месте, поэтому уже в ближайшем будущем, возможно, мы сможем увидеть улучшенные в несколько раз осветительные приборы, или же кардинально новые решения в области освещения.

Источник

История света. От костра до светодиодных ламп

История света — интересная тема для всех, кто задумывается об окружающих наш мир вещах и явлениях. Дома, на работе, на улице, в транспорте нас окружают десятки и сотни привычных и незаметных вещей, делающих нашу жизнь проще и интересней. Этим незаменимым вещам и предметам мы и посвящаем цикл статей.

Что мы делаем, только-только переступив порог дома? Закрываем дверь? Снимаем обувь? Да. И заодно делаем небольшой жест рукой, нажимаем выключатель и комнату заливает яркий свет. Всё так просто.
Но, конечно, так было далеко не всегда.

Читайте также:  Как правильно писать части света

История света. Часть №1. От костра до керосиновой лампы

История света — Костер

Заглянем в гости к нашим самым дальним предкам. Огонь в костре, дар Прометея, самый первый источник света. Он согревал и давал свет нашим предкам, защищал их от хищников. За очагом нужно было постоянно следить и подкармливать дровишками. Ведь спичек и зажигалок в то время не изобрели, и разжечь заново огонь в очаге было непростой задачей.

История света — Глиняная плошка с маслом или жиром

А это уже глиняная плошка с маслом или жиром, в котором плавает фитиль. Масло, поднимаясь по фитилю, постепенно сгорает. Пользовались такими масляными лампами, начиная с эпохи палеолита, это тоже очень древнее изобретение. Такая лампа давала мало света, много копоти и часто служила источником пожаров.

История света — Факел

Факел, палка, на которую намотана пропитанная смолой ткань. В древности часто использовались на кораблях, для передачи сообщений в темное время суток. В давние времена – самый мощный источник света. Факел не затухал от дождя и ветра и часто использовался войсками.

История света — Свечи

Свеча. Сало, или воск, да любой подходящий жир, внутри фитиль. Так незамысловато устроена свеча. Примерно с 15 века она обретает привычные для нас очертания. От одной свечки света мало. Поэтому используются канделябры.

История света — Канделябры и щипцы для снятия нагара

Они могут быть рассчитаны на 5-10-20 и более свечей. В замках и богатых имениях появляется специальный человек, который следит за освещением, снимает нагар при помощи специальных щипцов и меняет свечи.

Сейчас свечи используются для декоративных целей, , хотя у бережливых хозяек часто припасены обычные стеариновые свечки «на черный день».

История света — Фонарь

В начале 19 века на улицах европейских столиц появляются фонари, которые горят необычным ровным и ярким пламенем. В них горит газ ацетилен. Вначале они собирают около себя толпы зевак, а по вечерам к каждому фонарю приходит фонарщик, который зажигает огонь в светильнике.

История света — Керосиновая лампа

Керосиновая лампа. В резервуаре залит керосин, фитиль можно поднимать и опускать, регулируя яркость света, а пламя закрыто стеклом. Очень популярны были лампы Летучая Мышь. Они устойчивы и не боятся ветра. Летучая Мышь популярна и поныне, её заправляют специальным маслом.

Все эти лампы, фонари и свечи обладали одним существенным недостатком. Использование открытого пламени приводило к пожарам, часто целые городские кварталы выгорали от разбитой керосинки. На шахтах происходили взрывы, гибли люди.

История света. Часть №2. История лампочки

Прогресс не стоит на месте.
Год 1800. Начинается новый век.

Итальянец Алессандро Вольта составляет из кружочков цинка и серебра столбики, между кусочками металла он располагает бумагу, смоченную в растворе соли. Получается первая батарейка.

Гальваническая батарея

1802 год. Русский ученый, Василий Владимирович Петров, сооружает огромную гальваническую батарею, состоящую из 4200 элементов. Подсоединив к батарее угольные стержни, он получает электрическую дугу – мощнейший источник света.

Затем ученые заметили, что ток, проходя через тонкую металлическую проволоку, разогревает её до такой степени, что она начинает испускать свет. И чем мощней батарея, тем ярче светится проволока. Пока не перегорает. Ведь для нормального свечения нужны температуры порядка 2500-3000 градусов.

История света — Угольная лампочка

Тогда проволоку поместили в стеклянный баллон, из которого откачали воздух. Теперь можно было поднимать яркость лампочки, не боясь, что нить перегорит. Затем начались опыты с материалом нити. В качестве рабочего тела использовали драгоценную платину, тугоплавкий вольфрам, редкоземельный ренний.

В 1874 году российский инженер А.Н. Лодыгин предложил использовать в лампе угольный стержень.

Затем, во второй половине 70-х годов 19 века знаменитый американский изобретатель Томас Эдисон доводит электрические лампы накаливания до коммерческого использования.

Читайте также:  Отключили свет за неуплату что делать после оплаты

История света — Вольфрамовая нить

В лампах Томаса Эдисона так-же используются угольные нити, но благодаря наработкам, лампочки светят уже по 40-50 часов, до того, как перегорят.
В начале двадцатого века электрическая лампочка приобретает знакомый нам вид. В качестве нити накала используется скрученная в спираль вольфрамовая нить, внутри колбы вакуум или инертный газ, появляется цоколь с резьбой.

В двадцатом веке было изобретено великое множество самых разных лампочек, начиная от крошечных, подсвечивающих электронные часы, заканчивая монстрами в 50000 ватт (1000 обычных лампочек),которые используются в прожекторных установках.

Самая обычная лампочка — Лампа накаливания.

Но нас интересует вот что: Самая обычная лампочка.
Именно она, такая простая на вид, давала и сейчас дает свет миллионам людей на Земле. Начиная с двадцатых годов двадцатого века было произведено… Много, очень много, десятки миллиардов лампочек освещали жилища и улицы.

История света — Устройство лампы накаливания

Итак, как она устроена?

  • 5. Электроды. Тоже из молибдена. По ним к нити накаливания подводится электрический ток.
  • 4.Стеклянный штабик – на нём укреплены молибденовые крючки.
  • 3. Крючки из молибденовой проволоки. Температура плавления 2620 градусов по Цельсию.
  • 4. Собственно вольфрамовая нить. Температура плавления вольфрама – 3422 градуса, а спираль разогрета до 2800-3000 градусов тепла. От длины и толщины нити зависит мощность лампы. Закон Ома, школа, физика 6 кл.
  • 5. Стеклянная колба, баллон, защищающий раскаленную добела вольфрамовую спираль от контактов с главным врагом – кислородом. Внутрь колбы закачан инертный газ.
  • 6. Лопатка. В ней заварены электроды.
  • 7. Цоколь с винтовой нарезкой. Цоколи бывают разных размеров. Е 14, поменьше и Е 27, побольше. Есть, конечно, и другие форматы, (Е 40, например) но они достаточно редки и мало где используются.
  • 8. Изолятор.
  • 9. Центральный контакт.

Не правда ли, просто?

История света — Разновидности ламп накаливания

Какие еще бывают лампы накаливания?
Много их. Это и лампочки с матовым или цветным стеклом колбы и декоративные лампочки « под старину»со специальной нитью, горящей вполнакала, галогенные, малыши, освещающие микроволновку и холодильник, мощные прожекторные и крошечные лампы подсветки панели приборов, с рефлектором, с зеркальным напылением колбы.

История света — Достоинства и недостатки ламп накаливания

Есть у лампочек накаливания и другие достоинства. Они дешевы, могут комплектоваться регулятором яркости, моментально загораются. Спектр света ламп накаливания наиболее приятен для человеческого глаза, устойчивы к перепадам напряжения, температуре окружающей среды, экологичны, так-как не содержат ртути.

Ну а недостатки, точнее один большой и главный недостаток. Это низкий коэффициент полезного действия или КПД. В лампах накаливания он равен примерно трем – четырем процентам. То-есть платя коммунальщикам 100 рублей за освещение, за сам свет на деле вы отдаёте 3-4 рубля. А остальное – тепло.

История лампочки — Люминесцентные лампы

Начиная с 2008 года, в некоторых странах Европы начался постепенный вывод из эксплуатации ламп накаливания. С 2009 года Евросоюз запретил производство и импорт ламп мощностью более 100 ватт.

На смену лампам накаливания пришла ртутная газоразрядная лампа или если по-простому, лампа дневного света. Такие источники света известны достаточно давно, они более экономичны, по сравнению с лампами накаливания, но из-за специфического спектра (старые лампы давали мертвенно-белый мерцающий свет) находили применение в основном на производстве. Да еще лампы дневного света требовали для включения дополнительных приборов. В плафоне должен находился дроссель и стартер, без которых лампа не работает. Но прогресс не стоит на месте, технологи смогли добиться определенных результатов. Лампы теперь стали компактней, надежней, появилась возможность выбора спектра освещения, от холодного голубоватого, до привычных теплых оттенков.

История света — Устройство люминесцентной лампы

Устройство люминесцентной лампы более сложное, по сравнению с обычной лампочкой Ильича.

Читайте также:  Урок по окружающему миру 4 класс семь чудес света

В стеклянной трубке, покрытой изнутри люминофором, находятся инертный газ и пары ртути. Той самой, как в градуснике. Не разбивать. На концах трубки находятся электроды, электрический ток, проходя по ртутным парам (ртуть – металл, проводит ток) заставляет атомы ртути испускать невидимый нам ультрафиолет, а люминофор преобразует УФ излучение в видимый нами свет.
В современных лампах дневного света, который предназначены для замены ламп накаливания, стеклянная трубка свернута в цилиндрическую спираль, а необходимые электронные компоненты упрятаны в цоколе. Размеры цоколя стандартны, и позволяют легко производить замену ламп.

Единственное, на что следует обратить внимание при покупке, это цветовая температура лампы.
Цветовая температура измеряется в Кельвинах и обычно указывается на упаковке.
Для жилых помещений, спальни, детской предпочтительней лампы, дающие 2700 – 3500К, этот оттенок кажется более теплым и естественным, а для кухни, гаража, прихожей необходимы лампы в 4500-5000К, такой спектр кажется более приближенным к дневному освещению.

А еще следует помнить, что такие лампы более энергоэффективны, их КПД выше, следовательно, для замены лампочки Ильича потребуется менее мощная лампа. К примеру, 20 ваттная люминесцентная лампочка светит так — же ярко, как и 100 ваттная пожилая родственница.

История света — Достоинства и недостатки люминесцентной лампы

Достоинства люминесцентных ламп– экономичность, рассеянный свет, большой выбор тепловых оттенков, долгий срок службы ( если имеем дело с качественной продукцией европейских брендов)

Недостатки – цена — экономная лампа не всегда успевает окупить себя, сгорая на работе. Наличие ртути, что подразумевает под собой необходимость сдавать такие лампочки в специальные пункты приема. Люминесцентные лампы не любят частых включений, привередливы к качеству поступающего из розетки электричества.

История света — Светодиодные лампы

Появились они сравнительно недавно и несмотря на дороговизну, сумели завоевать рынок.
Причины – огромный срок службы (40000-60000 тысяч часов), экономичность, КПД у лучших представителей 12-15 %, нет нужды использовать светофильтры для получения необходимого цветового оттенка – диоды перекрывают весь цветовой диапазон видимого человеком спектра, нет мерцания, лампы мгновенно включаются – отсутствует необходимость разогрева, яркость свечения регулируется, из отдельных элементов можно создавать светильники любой сложности. Диодные лампы почти не нагреваются, не боятся морозов, в них нет ртути, низкие габариты и вес.

История света — Устройство светодиодных ламп

Устройство светодиодных ламп достаточно сложное.
Помимо обычных цоколя и колбы, внутри лампы находится драйвер – специальная микросхема, обеспечивающая питание светодиоду, радиатор, который забирает и рассеивает лишнее тепло, ну и сам полупроводниковый элемент, который преобразует электроэнергию в видимый свет.

А еще электроника этого светильника не любит перепады напряжения и высокие температуры.
При выборе светодиодных ламп не стоит забывать, что 7 ватт мощности примерно равны 15 ваттам люминесцентной лампы и 75 свечам лампочки накаливания. Также светодиодные лампы бывают теплого и холодного оттенков, как и люминесцентные светильники. Экономить при покупке не стоит, лучше заплатить немного больше, и забыть о замене лампочек до следующего ремонта.

Производители ламп, которым можно доверять:

А это производители светодиодных ламп среднего ценового сегмента, представленные на российском рынке:

  1. Оптолюкс компании «Оптоган»
  2. Наносвет
  3. Космос
  4. Навигатор
  5. Эра
  6. Camelion
  7. SvetaLED
  8. Novotech

Вот так, практически за век из простого стеклянного баллона с проволочками внутри и резьбой снаружи обычная лампочка превратилась в сложное устройство, содержащие десятки деталей. Для производства современных ламп используются наработки физиков, химиков, технологов, маркетологов. Зачастую комплектующие для одной маленькой лампочки производят в разных странах, и только на сборочном конвейере производителя они соединяются воедино в корпусе светильника. Устройства становятся сложнее, часто дороже, но практически всегда лучше своих предшественников. И это нормально. Прогресс должен быть.

Источник

Adblock
detector