с. Іскрівка. Іскрівська загальноосвітня школа І-ІІІ ступенів

 






Історики

1.Еволюція джерел світла.

Від енергії світла і тепла залежить все життя людини. Первісним джерелом світла і тепла є Сонце, але в сучасному світі технічний прогрес зробив крок далеко. Найпершим з використовуваних людьми у своїй діяльності джерелом світла був вогонь. З плином часу і зростанням досвіду спалювання різних горючих матеріалів люди виявили, що більша кількість світла може бути отримана при спалюванні смолистих порід дерева, природних смол, масел, воску. З розвитком технологій обробки металів,  способів швидкого запалювання за допомогою кресала були створені і вдосконалені перші незалежні джерела світла, які можна було встановлювати в будь-якому просторовому положенні, переносити і перезаряджати пальним. З точки зору автономності та зручності, джерела світла, що використовують енергію горіння палив, дуже зручні, але з точки зору пожежної безпеки (відкрите полум'я), виділень продуктів неповного згоряння (сажа, пари палива, чадний газ) представляють відому небезпеку як джерело загоряння, і історія знає безліч прикладів виникнення великих пожеж, причиною яких були масляні лампи і ліхтарі, свічки та ін.

Подальший прогрес і розвиток знань в області хімії, фізики , дозволили людям використовувати також і різні горючі гази, що віддають при згорянні більшу кількість світла. Особливою зручністю газового освітлення було те, що з'явилася можливість освітлення великих площ в містах, будівель тощо. З метою підвищення безпеки використання робоче полум'я стали обгороджувати металевими сітками і скляними ковпаками.

Подальший прогрес в області винаходів і конструювання джерел світла в значній мірі був пов'язаний з відкриттям електрики і винаходом джерел струму. На цьому етапі науково-технічного прогресу стало абсолютно очевидно, що необхідно для збільшення яскравості джерел світла збільшити температуру області, випромінюючої світло. Якщо в разі застосування реакцій горіння різноманітних палив на повітрі температура продуктів згоряння досягає 1500-2300 ° С, то при використанні електрики температура може бути ще значно збільшена. При нагріванні електричним струмом різних струмопровідних матеріалів з високою температурою плавлення вони випромінюють видиме світло і можуть служити в якості джерел світла тієї чи іншої інтенсивності. Такими матеріалами були запропоновані: графіт (вугільна нитка), платина, вольфрам, молібден, реній і їх сплави. Для збільшення довговічності електричних джерел світла їхні робочі тіла (спіралі і нитки) стали розміщувати в спеціальних скляних балонах (лампах), вакуумованих або заповнених інертними або неактивними газами (водень, азот, аргон та ін.). При виборі робочого матеріалу конструктори ламп керувалися максимальною робочою температурою нагрівання спіралі, і основна перевага була віддана вуглецю (Лампа Лодигіна 1873 рік) і в подальшому вольфраму. Вольфрам і його сплави  і по теперішній час є найбільш  використовуваними матеріалами для виготовлення електричних ламп розжарювання, так як в найкращих умовах вони можуть бути нагріті до температур в 2800-3200 ° С. Паралельно з роботою над лампами розжарювання, в епоху відкриття та використання електрики також були розпочаті і значно розвинені роботи по електродуговим джерелам світла (свічка Яблочкова) і  джерелам світла на основі тліючого розряду.

Електродугові джерела світла дозволили реалізувати можливість отримання колосальних по потужності потоків світла, а джерела світла на основі тліючого розряду - надзвичайно високу економічність. В даний час найбільш досконалі джерела світла на основі електричної дуги - криптонові, ксенонові і ртутні лампи, а на основі тліючого розряду в інертних газах (гелій, неон, аргон, криптон і ксенон) з парами ртуті та інші.

2 Найяскравіші представники штучних джерел світла

Факел

Факел  - вид світильника, здатний забезпечити тривале інтенсивне світло на відкритому повітрі за всякої погоди. Найпростіша форма факела - жмут берести або скіп з смолистих порід дерев, зв'язка соломи і т. п. Подальшим удосконаленням є застосування різних сортів смоли, воску та інших горючих речовин. Іноді ці речовини служать простою обмазкою для факельного остова (роль якого грає дерево, пучок клоччя і т. П.).

На початку XX століття входять у вжиток факели електричні, з акумуляторами. Факели вживалися, при нічних переходах через густий ліс, при дослідженні печер, ілюмінації - словом, в тих випадках, коли незручно вживання ліхтарів.

Сучасні факели використовуються для додання романтики під час різних церемоній.

Масляна лампа.

Масляна лампа - світильник, який працює на основі згоряння масла. Принцип дії схожий з принципом дії гасової лампи: в якусь ємність заливається масло, туди опускається гніт - мотузка, що складається з рослинних або штучних волокон, за якими, відповідно до властивості капілярного ефекту масло піднімається наверх. Другий кінець гнота, закріплений над маслом, підпалюється, і масло, піднімаючись по гноті, горить.

Масляна лампа застосовувалася спрадавна. У стародавні часи масляні лампи виліпляли з глини, або виготовляли з міді. В арабській казці «Аладдін» зі збірки «Тисяча і одна ніч» в мідній лампі жив Джин. 

Гасова лампа

Гасова лампа - світильник на основі згоряння гасу - продукту перегонки нафти. Принцип дії лампи приблизно такий же, що і у олійною лампи: в ємність заливається гас, опускається гніт. Інший кінець гнота затиснутий піднімає механізмом в пальнику, сконструйованої таким чином, щоб повітря підтікав знизу. На відміну від масляної лампи, у гасової гніт плетений. Зверху пальника встановлюється лампове скло - для забезпечення тяги, а також для захисту полум'я від вітру.

Після широкого впровадження електричного освітлення гасові лампи використовуються в основному дачниками та туристами. 

Лампа розжарювання

Лампа розжарювання - електричне джерело світла, що світиться тілом що нагрівається під дією електричного струму до високої температури. Як матеріал для виготовлення  в даний час застосовується практично винятково вольфрам і сплави на його основі.

Принцип дії. В лампі розжарювання використовується ефект нагрівання провідника (нитки розжарення) при протіканні через нього електричного струму.  Температура вольфрамової нитки розжарення різко зростає після включення струму. Нитка випромінює електромагнітне теплове випромінювання. Для отримання видимого випромінювання необхідно, щоб температура була порядку декількох тисяч градусів, в ідеалі 5770 K (температура поверхні Сонця). Чим менше температура, тим менше частка видимого світла і тим більше червоним здається випромінювання.

Частину споживаної електричної енергії лампа розжарювання перетворює у випромінювання, частина йде на нагрівання оточуючого середовища в  результаті процесів теплопровідності і конвекції.

Перші лампи виготовляли вакуумними; в даний час тільки лампи малої потужності ( до 25 Вт) виготовляють в вакуумованій колбі. Колби потужніших ламп наповнюють газом (азотом, аргоном або криптоном). Підвищений тиск в колбі газонаповнених ламп різко зменшує швидкість руйнування нитки. 

1 - колба; 2 -  вакуомована чи наповнена газом; 3 – нитка розжарення; 4, 5 - електроди; 6 – тримачі нитки розжарення; 7 - ножка лампи; 8 - запобіжник; 9 - корпус цоколя; 10 – ізолятор цоколя ; 11 – контакт  цоколя

Галогенні лампи

Галогенні лампи - це ті ж лампи розжарювання, але вдосконалені. Додавання галогенів (брому або йоду) в колбу лампи забезпечує самовідновлення нитки розжарювання, яке відбувається за рахунок хімічних реакцій. Галогенним лампам не страшні високі температури до 3 000 С. Недолік галогенних ламп - це продовження їх переваг: висока температура, яка пред'являє додаткові вимоги до світильників. Нелегко створити красивий і термостійкий світильник - адже далеко не всі матеріали добре переносять сильне нагрівання. Галогенні лампи рекомендується застосовувати в тих випадках, коли потрібно сонячне освітлення, в тому числі і в домашній обстановці. Але при цьому необхідно враховувати температурні особливості ламп.

Світлодіодне освітлення

Світлодіодне освітлення - один з перспективних напрямків технологій штучного освітлення, засноване на використанні світлодіодів як джерело світла. Розвиток світлодіодного освітлення безпосередньо пов'язано з технологічною еволюцією світлодіода. Розроблені так звані надяскраві світлодіоди, спеціально призначені для штучного освітлення

Люмінесцентні лампи 

Люмінесцентні лампи — найрозповсюдженіше й економне джерело  світла   для створення розсіяного освітлення у приміщеннях нежитлових будинків: офісах, школах, навчальних і дослідницьких інститутах, лікарнях, магазинах, банках, підприємствах. Застосування люмінесцентних ламп особливо доцільне у випадках, коли висока освітленість потрібна в приміщенні тривалий час, оскільки вмикання для цих ламп є найнебезпечнішим режимом і постійні вмикання-вимикання сильно знижують термін їхньої служби. Найбільш розповсюдженим різновидом подібних джерел світла є ртутна люмінесцентна лампа.  Люмінесцентні лампи  представляють собою циліндричну скляну трубку, внутрішня поверхня якої покрита тонким рівномірним шаром люмінофору. По обох кінцях трубки впаяні ніжки з електродами. У лампах дугового розряду застосовуються самонакалювальні катоди, які представляють собою вольфрамові біспіралі або триспіралі, покриті шаром оксиду. У деяких типів електродів поряд з активованою біспіраллю є екрани тієї або іншої конструкції. У лампах тліючого розряду використовуються холодні катоди.

Після ретельного відкачування і обезгазування лампа наповнюється невеликою кількістю ртуті і інертним газом до тиску в декілька сотень паскалів. У звичайних люмінесцентних лампах в якості інертного газу використовується аргон при тиску близько 300 Па. Основне призначення інертного газу полягає у зменшенні розпилення електродів при роботі лампи та полегшенні запалювання розряду. Крім того, інертний газ робить істотний вплив також на механізм випромінювання розряду.

Лампи включають у мережу за допомогою спеціальних схем, що забезпечують надійне запалювання розряду і нормальний режим роботи.

 

Компактная Люмінесцентна лампа (КЛЛ)

Компактная Люмінесцентна лампа (КЛЛ) - люмінесцентна лампа,  має менші розміри в порівнянні з колбчатой лампою і меншу чутливість до механічних пошкоджень. Найчастіше зустрічаються призначені для установки в стандартний патрон для ламп розжарювання (з інтегрованим електронним баластом). Часто компактні люмінесцентні лампи називають енергозберігаючими лампами.. У порівнянні з лампами розжарювання, мають великий термін служби.. Основними причинами, що знижують термін служби лампи, є нестабільність напруги в мережі, часте включення-виключення лампи. Завдяки застосуванню електронного баласту мають покращені характеристики в порівнянні з традиційними люмінесцентними лампами - більш швидке включення, відсутність мерехтіння і дзижчання. Також існують лампи з системою плавного запуску. Система плавного запуску планомірно збільшує інтенсивність світла при включенні протягом 1-2 секунд: це подовжує термін служби лампи