Инструменты освещения

Свет - это форма энергии, которая может высвобождаться атомом. Он состоит из множества маленьких частиц, подобных пакетам, которые обладают энергией и импульсом, но не имеют массы. Эти частицы, называемые фотонами света, являются основными единицами света.

как работают осветительные инструменты? Атомы испускают световые фотоны, когда их электроны возбуждаются. Если вы читали «Как работают атомы», то знаете, что электроны - это отрицательно заряженные частицы, которые движутся вокруг ядра атома (которое имеет чистый положительный заряд). Электроны атома имеют разные уровни энергии в зависимости от нескольких факторов, включая их скорость и расстояние от ядра. Электроны разных уровней энергии занимают разные орбитали. Вообще говоря, электроны в осветительные инструменты с большей энергией движутся по орбиталям дальше от ядра. Когда атом набирает или теряет энергию, изменение выражается движением электронов. Когда что-то передает энергию атому, электрон может быть временно переведен на более высокую орбиталь (дальше от ядра). Электрон удерживает это положение лишь в течение крошечной доли секунды; почти сразу же он притягивается к ядру, к своей исходной орбитали. Когда он возвращается на свою первоначальную орбиталь, электрон высвобождает дополнительную энергию в виде фотона, в некоторых случаях светового фотона.

Длина волны излучаемого света (которая определяет его цвет) зависит от того, сколько энергии выделяется, что зависит от конкретного положения электрона. Следовательно, разные виды атомов будут испускать разные виды световых фотонов. Другими словами, цвет света определяется тем, какой атом возбужден.

Это основной механизм, работающий почти во всех источниках света. Основное различие между этими источниками - процесс возбуждения атомов.

Краткая история лампочки

Электрический свет, одно из повседневных удобств, которое больше всего влияет на нашу жизнь, как источник за осветительные инструменты  не был «изобретен» в традиционном смысле в 1879 году Томасом Альвой Эдисоном, хотя можно сказать, что он создал первую коммерчески практичную лампу накаливания. Он был не первым и не единственным, кто пытался изобрести лампочку накаливания. Фактически, некоторые историки утверждают, что до версии Эдисона было более 20 изобретателей ламп накаливания. Тем не менее, Эдисону часто приписывают изобретение, потому что его версия смогла превзойти более ранние версии из-за комбинации трех факторов: эффективного материала накаливания, более высокого вакуума, чем могли достичь другие, и высокого сопротивления, которое сделало распределение мощности от централизованный источник экономически выгоден.

какие были ранние лампочки u осветительные инструменты

В 1802 году Хамфри Дэви изобрел первый электрический свет. Он экспериментировал с электричеством и изобрел электрическую батарею. Когда он подключил провода к своей батарее и куску углерода, углерод засветился, давая свет. Его изобретение было известно как электрическая дуговая лампа. И хотя он давал свет, он не давал его долго и был слишком ярким для практического использования.

В течение следующих семи десятилетий другие изобретатели также создали «лампочки», как первых осветительные инструменты , но никаких конструкций для коммерческого применения не появилось. В частности, в 1840 году британский ученый Уоррен де ла Рю поместил свернутую в спираль платиновую нить в вакуумную трубку и пропустил через нее электрический ток. Конструкция была основана на концепции, согласно которой высокая температура плавления платины позволит ей работать при высоких температурах и что откачанная камера будет содержать меньше молекул газа, вступающих в реакцию с платиной, что увеличивает ее долговечность. Несмотря на эффективную конструкцию, стоимость платины делала ее непрактичной для коммерческого производства.

В 1850 году английский физик по имени Джозеф Уилсон Свон создал «лампочку», заключив нити из карбонизированной бумаги в вакуумированную стеклянную колбу. К 1860 году у него был рабочий прототип, но отсутствие хорошего вакуума и достаточного количества электричества привело к тому, что срок службы лампы был слишком коротким, чтобы считаться эффективным источником света. Однако в 1870-х годах стали доступны более совершенные вакуумные насосы, и Свон продолжил эксперименты с лампочками. В 1878 году Свон разработал лампочку с более длительным сроком службы, используя обработанную хлопковую нить, которая также устранила проблему раннего почернения лампочки.

24 июля 1874 года медицинский электрик из Торонто Генри Вудворд и его коллега Мэтью Эванс подали заявку на канадский патент. Они построили свои лампы с угольными стержнями разных размеров и форм, помещенными между электродами в стеклянных цилиндрах, заполненных азотом. Вудворд и Эванс попытались коммерциализировать свою лампу, но безуспешно. В конце концов они продали свой патент Эдисону в 1879 году.

Принципы работы лампы

Лампочки имеют очень простую конструкцию между осветительные инструменты. В основании у них есть два металлических контакта, которые подключаются к концам электрической цепи. Металлические контакты прикреплены к двум жестким проводам, прикрепленным к тонкой металлической нити. Нить накала находится посередине колбы и поддерживается стеклянной опорой. Провода и нить накала помещены в стеклянную колбу, наполненную инертным газом, например аргоном.

Когда лампочка подключена к источнику питания, электрический ток течет от одного контакта к другому через провода и нить накала. Электрический ток в твердом проводнике - это массовое движение свободных электронов (электронов, которые не связаны прочно с атомом) от отрицательно заряженной области к положительно заряженной области.

Когда электроны движутся по нити, они постоянно натыкаются на атомы, составляющие нить. Энергия каждого удара вызывает вибрацию атома - другими словами, ток нагревает атомы. Более тонкий проводник нагревается легче, чем более толстый проводник, потому что он более устойчив к движению электронов.

Связанные электроны в колеблющихся атомах могут быть временно переведены на более высокий энергетический уровень. Когда они возвращаются к своим нормальным уровням, электроны выделяют дополнительную энергию в виде фотонов. Атомы металлов испускают в основном фотоны инфракрасного света, которые невидимы для человеческого глаза. Но если их нагреть до достаточно высокого уровня - около 4000 градусов по Фаренгейту (2200 градусов по Цельсию) в случае лампочки, - они будут излучать много видимого света.

Нить накала в лампочке сделана из очень тонкого металлического вольфрама. В типичной 60-ваттной лампе вольфрамовая нить имеет длину около 6,5 футов (2 метра), но толщину составляет всего одну сотую дюйма. Вольфрам расположен в двойной катушке, чтобы уместить все это в небольшом пространстве. То есть нить накала наматывается в одну катушку, а затем эта катушка наматывается, чтобы получилась катушка большего размера. В 60-ваттной лампе длина катушки составляет менее дюйма.

Вольфрам используется почти во всех осветительные инструменты, потому что это идеальный материал для нити накала. В следующем разделе мы выясним, почему это так, и рассмотрим роль стеклянной колбы и инертного газа.
Инструменты RonixКатегория