До изобретения лампочки освещение мира после захода солнца было грязной, трудной и опасной задачей. Чтобы полностью осветить большую комнату, требовалась связка свечей или факелов , а масляные лампы, хотя и были довольно эффективными, имели тенденцию оставлять следы копоти на всем, что находилось поблизости.
Когда в середине 1800-х наука об электричестве действительно начала развиваться, изобретатели повсюду требовали разработать практичное и доступное электрическое устройство для домашнего освещения. Англичанин сэр Джозеф Свон и американец Томас Эдисон сделали это примерно в одно и то же время (в 1878 и 1879 годах соответственно), и в течение 25 лет миллионы людей во всем мире установили в своих домах электрическое освещение. Простая в использовании технология была таким улучшением по сравнению со старыми способами, что мир никогда не оглядывался назад.
Самое удивительное в этом историческом повороте событий то, что сама лампочка едва ли могла быть проще. Современная лампочка, которая не сильно изменилась со времен модели Эдисона, состоит всего из нескольких частей. В этой статье мы увидим, как эти части объединяются, чтобы производить яркий свет в течение нескольких часов подряд.
Основы света
Свет – это форма энергии, которая может быть высвобождена атомом . Он состоит из множества маленьких пакетов, похожих на частицы, которые обладают энергией и импульсом, но не имеют массы. Эти частицы, называемые световыми фотонами , являются основными единицами света. (Для получения дополнительной информации см. Как работает свет .)
Атомы испускают световые фотоны, когда их электроны возбуждаются. Если вы читали Как работают атомы, то вы знаете, что электроны — это отрицательно заряженные частицы, которые движутся вокруг ядра атома (которое имеет суммарный положительный заряд). Электроны атома имеют разные уровни энергии в зависимости от нескольких факторов, включая их скорость и расстояние от ядра. Электроны с разными энергетическими уровнями занимают разные орбитали. Вообще говоря, электроны с большей энергией движутся по орбиталям дальше от ядра. Когда атом приобретает или теряет энергию, это изменение выражается в движении электронов. Когда что-то передает энергию атому, электрон может временно перейти на более высокую орбиту (дальше от ядра). Электрон удерживает это положение лишь крошечную долю секунды; почти сразу же он возвращается к ядру, на свою первоначальную орбиту.
Длина волны излучаемого света (определяющая его цвет) зависит от того, сколько энергии высвобождается, что зависит от конкретного положения электрона. Следовательно, разные виды атомов испускают разные виды световых фотонов. Другими словами, цвет света определяется тем, какой атом возбужден.
Это основной механизм работы почти всех источников света. Основное различие между этими источниками заключается в процессе возбуждения атомов.
В следующем разделе мы рассмотрим различные части лампочки.
