Искусственный свет: история

Сегодня мы воспринимаем искусственный свет как нечто само собой разумеющееся – он доступен в любое время и в любом месте. Но это произошло только с 19 века: тогда великие изобретатели принесли искусственное освещение в города, квартиры и фабрики.

Дуговая лампа

В 1855 году вечерние прогуливающиеся в Лионе ощутили поток света, как будто « взошло солнце ». Уже в 1841 году площадь Согласия в Париже освещалась дуговыми лампами, оперы и театры расставляли новые световые акценты, освещались строительные площадки. В 1859 году Рейнский мост возле Келя был построен под ночным дуговым освещением.

Изобретателем дуговой лампы был сэр Хамфри Дэви, профессор и исследователь Королевского института в Лондоне. Дэви воспользовался наблюдениями, полученными в ходе исследований электричества: на электродах недавно открытых гальванических столбов — батарей — появились светящиеся радиоразряды. Ионизация, то есть электрический заряд воздуха, вызывает возникновение дуги между двумя отдельными электродами.

В начале XIX века электроды изготавливали из деревянных палочек. Электричество обеспечивалось предшественниками сегодняшних батарей, так называемыми «столбцами Вольта». Эти лампы прослужили недолго. Батарейки разряжались так же быстро, как сгорали деревянные палочки. Но сэр Дэви и его коллеги-исследователи не сдавались. Вскоре они стали использовать угольные карандаши и батарейки большего размера.

Редакция рекомендует: Биотехнологии: прорыв в медицине XXI века

Однако только дальнейшее развитие дуговой лампы Аршеро и Фридрихом фон Хефнер-Альтенеком привело к ее более широкому распространению. Им удалось автоматически отслеживать сгоревшие угольные палочки и адаптировать их длину к соответствующему напряжению батареи.

Были также разработаны новые электрические системы: генераторы и динамо-машины, которые могли питать лампы. В 1880 году в таком свете сиял берлинский бульвар «Унтер ден Линден».

В США дуговые лампы были призваны превратить города в залитые светом мегаполисы. Однако для этого лампы приходилось монтировать на осветительных башнях высотой от 50 до 150 метров — и они были ослепительно яркими. Не было также центральной системы электропитания, к которой можно было бы подключить лампы.

Газовая лампа

Дуговые лампы оказались непригодны для частных жилых помещений – население продолжало пользоваться газом. Первое газовое освещение пришло из Англии. В начале 19 века многие компании там ввели газовое освещение, чтобы продлить рабочее время.

Сначала лампы представляли собой лишь струю горящего газа. Позже яркость удалось улучшить, поместив на пламя «чулок» — мелкоячеистую сетку. Газ прошел, загорелся над чулком и испустил яркий свет.

Однако ключом к распространению газового фонаря стала идея подачи газа по системе труб из центральной точки подачи. Первые газовые заводы были также построены в Германии в 1820-х годах. К концу XIX века газ практически повсеместно заменил керосин и масляные лампы.

Однако у газовых ламп были и недостатки: неоднократно происходили аварии из-за негерметичности труб и взрывов газа. Многие люди погибли из-за утечки газа.

Лампочка

В 1878 году американский изобретатель Томас Альва Эдисон с гордостью объявил на Всемирной выставке освещения, что он создаст безопасную и дешевую лампу, которая будет излучать теплый, мягкий свет.

Примерно через год время пришло: Эдисон представил электрическую лампочку, которую из-за формы часто называют «лампочкой». После долгого периода работы он протестировал в качестве нитей более 6000 материалов со всего мира: платину, медь, обугленную бумагу, хлопок, лен и многое другое. Затем он наконец нашел то, что нужно: углеродную нить.

«Ее вставили в стеклянную колбу, которую откачали и оплавили, затем мы включили питание, сели и посмотрели на нашу лампу. Она загорелась и горела 40 часов», — вспоминал позже Эдисон. Первая лампочка была запатентована 1 ноября 1879 года.

Триумф лампочки

Томас Альва Эдисон также был выдающимся бизнесменом, стратегом и маркетологом. Первые лампы накаливания были кропотливо изготовлены вручную за 200 рабочих операций в специально основанной им компании в исследовательской лаборатории Эдисона в Менло-Парке, штат Нью-Джерси.

В то время лампочка стоила 2,50 доллара — вдвое больше дневной зарплаты кузнеца или плотника. Только когда цена была снижена, его взяло все больше и больше людей. А когда домохозяйства в крупных городах были подключены к электросети, лампы накаливания, наконец, начали свое торжество как источник света номер один.

Лампа накаливания казалась идеальным источником света: безвредным, дешевым, простым в использовании, но, к сожалению, очень неэффективным. Только около пяти процентов энергии фактически преобразуется в свет.

Спустя 130 лет после того, как была запатентована лампочка, наступил конец. С 2009 года Европейский Союз постепенно отказывается от обычных ламп накаливания и галогенных ламп с высоким потреблением энергии, не отвечающих требованиям энергоэффективности.

Светодиод (LED)

Светодиоды (LED) были новой большой надеждой светотехнической промышленности, но они еще не были готовы к выходу на рынок. Переходной технологией послужила энергосберегающая лампа — источник света, ныне устаревший и остававшийся относительно непопулярным из-за своих размеров, изначально неприглядной формы и содержащейся в нем ртути.

Принцип работы светодиода основан на полупроводниковых соединениях, которые преобразуют электричество непосредственно в свет.

General Electric предложила первые светодиоды еще в 1962 году. Изначально были только красные светодиоды. Лишь десять лет спустя были разработаны другие цвета, такие как зеленый, желтый или оранжевый.

Лишь в 1990-е годы синий свет стал возможен, а белый свет наконец-то можно было производить с помощью светодиодов. Белый светодиодный свет можно получить только путем объединения трех цветов света (обычно красного, зеленого, синего) и, следовательно, трех отдельных светодиодных чипов.

Другая возможность: синий светодиод предназначен для генерации всех спектральных составляющих, необходимых для белого света, с использованием внутреннего светящегося слоя, который преобразует часть синего света в желтый свет.

Поскольку светодиоды доступны по доступным ценам и могут светиться теплым белым светом, они завоевали рынок. Срок службы и светоотдача высоки, а энергопотребление соответственно низкое. И теперь они доступны во всех мыслимых формах: в форме ретро-лампочки, а также в виде люминесцентной трубки или световой полосы длиной в метр.