Уже много лет подряд люди применяют для освещения домов и улиц люминесцентные лампы. Несмотря на то, что эти приборы стоят довольно дорого, они отличаются большей светоотдачей по сравнению с лампами накаливания той же мощности. К тому же экономия достигается за счет более длительного срока эксплуатации, который составляет 5 лет при максимальном цикле включений и выключений 2000. При этом с историей создания люминесцентной лампы знакомы далеко не все.
Наблюдения Ломоносова
Первые наблюдения в этой сфере сделал Михаил Ломоносов. Еще в восемнадцатом веке он наблюдал за свечением стеклянного шара, наполненного водородом. Этот процесс происходил под влиянием электрического тока. Ломоносов не стремился создать источник электрического света. Таким образом до самого изобретения люминесцентной лампы было еще далеко.
Изобретение трубок Гейслера
Первую газоразрядную лампу в виде экспериментальной установки создал Генрих Гейслер. Это случилось в 1856 году. Этот немецкий стеклодув имел изобретательский талант. Благодаря применению изобретенного им насоса Гейслеру удалось откачать воздух из стеклянной колбы.
Используя высоковольтную катушку, Гейслер смог возбудить зеленоватое свечение в вакуумированной колбе. Наполненная газом колба меняла оттенок свечения под влиянием высоковольтных токов. Эта конструкция была названа в честь исследователя трубкой Гейслера.
Исследования Беккереля
Чуть позже Александр Эдмон Беккерель изобрел такое явление, как электролюминесценция. В 1859 году ученый проводил ряд экспериментов с трубками Гейслера и первым выступил с предложением покрыть внутреннюю поверхность устройств особыми люминесцирующими составами.
Благодаря значительному предварительному опыту изучения искусственного и солнечного освещения Беккерель сумел задать направление, по которому впоследствии будет развиваться технология развития люминесцентных ламп.
Интерес исследователя носил чисто научный характер. Он не планировал изготавливать источники света. Потому на стадии экспериментальных исследований ученый получил не слишком яркое свечение. Впоследствии он прекратил работу в этой области. Тем не менее, сама идея использования люминофора стала важнейшим технологическим этапом.
Труды Теслы и Эдисона
В мае 1891 года американский исследователь сербского происхождения Никола Тесла провел в Колумбийском университете интересную демонстрацию с применением трубок Гейслера. Она покажет свечение вакуумированных устройств в электрическом поле катушки высокой частоты.
Ученому удалось выявить зависимость характера свечения от материала, который использовался для внутреннего покрытия трубок. К примеру, применение иттрия в качестве такого материала приводило к возникновению яркого белого свечения. Его интенсивности было достаточно для чтения. Тесла применял электростатическое поле повышенной напряженности. Он мог расположить трубку без электродов в любой зоне, и она обеспечивала свечение исключительно за счет индукции.
23 июня 1891 года ученый запатентовал систему искусственного освещения при помощи газоразрядных аргоновых ламп, которые питаются токами высокой частоты и напряжения. Примечательно, что аргон по сей день применяется в таких устройствах.
Тремя годами позже американский ученый Даниэль МакФарлан Мур придумал лампу дневного света. Она подразумевала использование инертных газов диоксид углерода, которые обеспечивали белый свет, и азота – для получения светло-розового оттенка. Для лампы была характерна сложная конструкция. Только с 1904 года после многочисленных усовершенствований лампа Мура начала использоваться в офисах и магазинах как источник искусственного света.
Идея практического развития применения трубки Гейслера интересовала также Томаса Эдисона. В 1896 году он придумал покрытие из вольфрамата кальция, которое использовалось для рентгеновских трубок. В 1907 году разработка известного ученого была запатентована в качестве люминесцентной лампы.
При этом как источник освещения такое устройство использовать не удавалось. Как следствие, Эдисон решил сконцентрироваться на продвижении разработанных им же ламп накаливания, которые принесли ученому финансовый успех. Однако еще в 1893 году изобретатель выступил на чикагской выставке, на которой продемонстрировал люминесцентное устройство. Скорее всего, ученому не хотелось отставать от коллег.
Исследования в XX веке
В 1901 году американский ученый Питер Купер Хьюитт придумал первую ртутную лампу. Ее пары обеспечивали мягкое сине-зеленое свечение. По эффективности устройство превосходило лампочку, предложенную Эдисоном. Однако сине-зеленый цвет не подходил для массового внедрения ламп в качестве источника искусственного освещения. Однако впоследствии именно лампы Хьюитта будут повсеместно развешаны на фонарных столбах. Эта разработка была внедрена в 1930 году.
В 1926 году немецкий исследователь Эдмунд Гермер в сотрудничестве с коллегами занимался разработкой продуктивного искусственного источника ультрафиолетового излучения. В результате ему удалось установить, что увеличение давления в колбе, покрытой флуоресцентным порошком, позволяет добиться равномерного белого света. Он получался более ярким, а потому в большей степени подходил для искусственного освещения, чем лампы накаливания.
Этот ученый по праву получил звание отца современных флуоресцентных ламп, поскольку именно его устройства наиболее близки к современным люминесцентным лампам по структуре и принципу работы.
В 1934 году фирма General Electric приобрела у Гермера патент. После чего исследовательская группа с участием Инмана и Тайера стала работать над усовершенствованием конструкции.
В результате удалось создать удивительно эффективное устройство. В августе 1934 года лаборатория General Electric смогла добиться 35 люменов на ватт. Это изобретение помогло совершить настоящий переворот в мире искусственного освещения. Уже в декабре того же года такие лампы стали массово выпускать в США. В 1938 году трубчатые конструкции на 40 ватт присутствовали в каждом офисе.
Сегодня люминесцентное освещение продолжает активно применяться. При этом наличие ртути в колбах считается важным минусом. Постепенно такие устройства вытесняются сверхэффективными светодиодами без содержания опасного металла. При этом их световая отдача достигает 150 люмен на ватт, что в 1,5 раза выше средних параметров для люминесцентных устройств.
История создания люминесцентных ламп весьма интересна. Такие устройства появились еще в девятнадцатом веке. Свой вклад в их создание внесло большое количество известных ученых. Однако с момента появления такие приспособления претерпели много изменений и усовершенствований.
Похожие записи:
Кто изобрел и когда придумали лампу накаливания – история создания
Кто изобрел первый в мире микроскоп и когда его придумали – история создания
Кто из ученых первым изобрел телескоп и когда его придумали, история создания
Когда придумали первый в мире фотоаппарат и кто его изобрел – история создания
Когда придумали динамит и кто его изобрел, из чего сделан – история создания
Кто изобрел первый в мире парашют и когда его придумали – история создания
История создания керосиновых ламп – когда они появились и кто изобрел
Кто изобрел первую в мире ракету и когда ее придумали – история создания