Как получают свет

Генерация световых волн

Эпоха электрического освещения, если смотреть на нее с точки зрения историка, началась совсем недавно — ей чуть более ста лет. Но и за это короткое время люди придумали огромное количество всевозможных искусственных световых источников, более или менее удачных, более или менее экономичных, более или менее доступных. Затеяв разговор об энергосберегающем электрическом освещении, мы никак не сможем обойти вопросы, связанные с «рукотворными» источниками света, с их достоинствами, недостатками, перспективами развития.

Вне всякого сомнения, вы, уважаемые читатели, встречали электрические лампы, имитирующие всполохи языков пламени огня. Внутри колбы такой лампы имеются два близко расположенных электрода, между которыми образуются мерцающие красновато-желтые хаотические вспышки. Лампы-имитаторы сегодня встраиваются в имитаторы каминного огня…

А ведь еще не так давно огонь являлся, пожалуй, единственным источником искусственного света! Сначала это были костры, потом их заменили свечи, лучины и факелы. Позже появились газовые и керосиновые лампы и фонари. Огонь настолько прочно вошел в жизнь людей, что появление электрических источников света вызвало настоящий шок среди поставщиков газа. Газовые компании пытались распространять антирекламу «электросвету», объявляя его «вредным», «холодным», «придающим неестественный окрас лицам, вещам и продуктам», «вызывающим резь в глазах». Как бы там ни было, но электрические лампы все же вытеснили огонь из сферы освещения.

В современной технике электрического освещения используются три физических процесса генерации световых волн: термоизлучение, газовый разряд и люминесцентный процесс.

Термоизлучение знакомо нам из первой главы, где мы рассказывали о спектрах излучения «абсолютно черного тела». Оно лежит в основе устройства ламп накаливания и галогенных ламп.

Второй процесс — газовый разряд — возникает в герметичной колбе, наполненной инертным газом, парами металлов и редкоземельных элементов. При приложении напряжения между электродами, встроенными в колбу, образуется ионизация, сопровождаемая свечением. Примером источников света с газовым разрядом могут служить ртутные, ксеноновые, металлогалоидные, натриевые лампы, а также разноцветные «неоновые» трубочки в рекламных вывесках.

Наконец в люминесцентных источниках света задействован процесс преобразования невидимого излучения в видимые лучи. Характерным и распространенным люминесцентным источником является люминесцентная (флуоресцентная) лампа-трубка. Внутри трубки закачаны пары ртути, и при возникновении газового разряда максимум спектра излучения образуется в ультрафиолетовой области. Чтобы свет стал видимым, на стенки колбы наносится специальный люминофор, который преобразует УФ-излучение в обычный свет. Кроме этого, процесс люминесценции лежит в основе светоизлучающих диодов (LED) с белым светом.

Упомянем еще один источник света электрической природы, который сегодня как таковой используется очень редко. Это — электрическая дуга, дающая свет чрезвычайно высокой интенсивности, что, конечно, можно считать очень заманчивым преимуществом. Но сложности, связанные с «поджигом» дуги в воздушной среде и ее стабильным горением привели к тому, что электрическая дуга ушла из повседневного быта человека. Однако ее яркие, ослепляющие вспышки можно встретить при выполнении сварочных работ.