
電球が発明される前は、太陽が沈んだ後に世界を照らすことは、厄介で、骨の折れる、危険な仕事でした。十分な広さの部屋を完全に照らすには、たくさんのろうそくや松明が必要でした。石油ランプは、かなり効果的ですが、一般的な近くにあるものにすすの残留物を残す傾向がありました。
電気の科学が実際に1800年代半ばに始まったとき、世界中の発明家は実用的で手頃な価格の電気家庭用照明装置を考案することを強く求めていました。イギリスサー・ジョセフ・スワンとアメリカのトーマス・エジソンは、両方(それぞれ1878年と1879年に)右周りに同じ時間をそれを得て、25年以内に、世界中の何百万人もの人々がインストールされていた電気自宅の照明を。使いやすい技術は、世界が決して振り返ることがなかった古い方法に対するそのような改善でした。
この歴史的な出来事の変化についての驚くべきことは、電球自体がこれ以上単純になることはほとんどないということです。エジソンのモデルから大きく変わっていない現代の電球は、ほんの一握りの部品で構成されています。この記事では、これらのパーツがどのように組み合わされて、何時間にもわたって明るい光を生成する方法を見ていきます。
ライトの基本
光は、原子が放出できるエネルギーの一形態です。それは、エネルギーと運動量を持っているが質量を持たない多くの小さな粒子のようなパケットで構成されています。光子と呼ばれるこれらの粒子は、光の最も基本的な単位です。(詳細については、「ライトのしくみ」を参照してください。)
原子は、電子が励起されると光子を放出します。原子のしくみを読んだ場合、そしてあなたは電子が原子の核(正味の正電荷を持っている)の周りを移動する負に帯電した粒子であることを知っています。原子の電子は、速度や原子核からの距離など、いくつかの要因に応じて、さまざまなレベルのエネルギーを持っています。異なるエネルギー準位の電子は異なる軌道を占めます。一般的に言って、より大きなエネルギーを持つ電子は、原子核から遠く離れた軌道を移動します。原子がエネルギーを獲得または喪失すると、その変化は電子の動きによって表されます。何かが原子にエネルギーを渡すとき、電子は一時的により高い軌道(原子核から遠く離れた)にブーストされるかもしれません。電子はほんの一瞬だけこの位置を保持します。ほぼ即座に、原子核に向かって引き戻され、元の軌道に戻ります。電子が元の軌道に戻ると、電子は光子、場合によっては光子の形で余分なエネルギーを放出します。
放出された光の波長(その色を決定する)は、放出されるエネルギーの量に依存し、電子の特定の位置に依存します。その結果、さまざまな種類の原子がさまざまな種類の光子を放出します。言い換えれば、光の色は、どのような原子が励起されるかによって決まります。
これは、ほぼすべての光源で機能する基本的なメカニズムです。これらのソースの主な違いは、原子を励起するプロセスです。
次のセクションでは、電球のさまざまな部分を見ていきます。