Inspirująca droga do światła - czyli historia
żarówki

 

Źródłem światła w żarówce jest żarnik, czyli cienki drucik wykonany z wolframu, który rozżarza się pod wpływem przepływającego przez niego prądu elektrycznego, emitując w ten sposób światło. Aby nie dopuścić do utleniania się wolframu, konieczne jest zamknięcie go w próżni, albo w szklanej bańce wypełnionej szlachetnymi gazami. Za twórcę żarówki uznawany jest Thomas Edison, który wykorzystał włókna węglowe oraz zwęglone włókna bambusa japońskiego.

 

Choć to jemu przypisuje się wynalezienie żarówki, w rzeczywistości jednak udoskonalił on opatentowany w 1860 roku wynalazek Brytyjczyka Josepha Wilsona Swana. Pomysł Edisona uzyskał patent dopiero w 1879 roku. Obaj panowie doszli jednak do porozumienia i nawet stworzyli wspólne przedsiębiorstwo. Warto przy tym wspomnieć, że wcześniej również inni wynalazcy próbowali osiągnąć podobny efekt eksperymentując z różnymi materiałami. Należą do nich m.in. Marcelin Jobard, Robert Grave czy Heinrich Göbel. Twórcą współczesnej żarówki wolframowej jest Irving Langmuir, który skonstruował swój wynalazek w 1913 roku.

 

Wynalazek Edisona i Swana stał się niezwykle powszechny, ale to nie przeszkodziło w równoległej pracy nad innymi źródłami światła sztucznego. W 1910 roku francuski fizyk Georges Claude skonstruował lampę, w której światło emitowane było dzięki wyładowaniom elektrycznym atomów umieszczonego w niej neonu. Wynalazek Francuza dał początek znanym dzisiaj jarzeniówkom, czyli neonom wykorzystywanych często w roli szyldów reklamowych  ze względu na świecenie kolorowym światłem.

W 1938 roku w USA i ZSRR pojawiły się pierwsze świetlówki, czyli lampy fluoroscencyjne, których działanie opierało się na zjawisku luminescencji. Wewnętrzna powierzchnia lampy wypełnionej parami rtęci oraz argonem pokryta była luminoforem, co powodowało wyładowania elektryczne wytwarzające promieniowanie nadfioletowe zamieniane następnie przez luminofor w światło widzialne.

W ciągu następnych dziesięcioleci wprowadzano kolejne ulepszenia i realizowano pomysły pozwalające na stworzenie coraz doskonalszych i bardziej energooszczędnych źródeł światła, które obecnie znajdują zastosowanie zarówno do oświetlania mieszkań prywatnych, jak i obiektów użyteczności publicznej czy przestrzeni miejskiej. Dziś niemałym zainteresowaniem cieszą się żarówki wykorzystujące technologię LED. Jak one działają?

Chociaż lampy LED przez wiele osób uznawane są za współczesny wynalazek, w rzeczywistości historia pierwszej żarówki zapoczątkowana została ponad 100 lat temu, kiedy to odkryte zostało zjawisko elektroluminescencji. Jego praktyczne zastosowanie miało miejsce dopiero w 1955 roku –właśnie wtedy Rubin Braustein uzyskał podczerwień z arsenku galu i innych stopów półprzewodników. Pierwsza dioda LED najbardziej zbliżona do stosowanych współcześnie lamp to żółta dioda wynaleziona w 1972 roku przez George’a Craforda. Wynalazek dawał znacznie mocniejsze światło niż wcześniejsze czerwone LEDy i wraz z upływem czasu był doskonalony. Przełom w technologii LED nastąpił z dniem wynalezienie diody świecącej kolorem niebieskim, za co komitet noblowski przyznał Nagrodę Nobla z fizyki w roku 2014 dla Isamu Akasaki, Hiroshi Amanoi Shuji Nakamura. Odkrycie to pozwoliło stworzyć znacznie wydajniejsze i energooszczędne źródła światła LED, niż znano dotychczas.

 

Wynalazek japońskich noblistów był przełomowym odkryciem, jednak nie sprawił, że źródła LED od razu rozbłysły w naszych domach. Technologia LED potrzebowała jeszcze nieco czasu na upowszechnienie. Pierwszy ledowy zamiennik 60-watowej żarówki pojawił się na rynku dopiero w 2009 r. Żarówka powstała w centrum badawczym Philips. Była ona tej tradycyjnej znacznie cięższa i masywniejsza, i jak na portfele przeciętnych konsumentów nieco za droga. Ten moment to jednak zaledwie początek ledowej rewolucji. Już w 2012 r. źródła LED były o 85% tańsze w porównaniu z 2008 r. Potem technologia dalej systematycznie taniała, w efekcie czego dziś stanowi około 50% globalnego rynku oświetlenia.

Wraz z rozwojem technologii polepszały się też parametry i zwiększały się możliwości diod LED. Dziś mogą emitować one światło w milionach różnych kolorów. Jego jakość jest też nieporównywalnie lepsza od tego emitowanego przez świetlówki i inne lampy fluorescencyjne, ponieważ jest to światło o widmie ciągłym. O efektywności energetycznej już chyba nie trzeba wiele mówić, bo jest to fakt bardzo dobrze znany. Lampy LED pobierają ok. 80% mniej energii niż żarówki tradycyjne i są w stanie świecić nawet 15 razy dłużej.

Warto wiedzieć też, że oświetlenie LED sympatyzuje z innymi technologiami, które zmieniają rzeczywistość wokół nas. Wystarczy wspomnieć Internet Rzeczy. Już teraz na rynku dostępne są lampy LED z wbudowanymi mikroprocesorami, które pozwalają im łączyć się z internetem. Tak działają m.in. profesjonalne systemy oświetleniowe Interact oraz oświetlenie konsumenckie Philips Hue. Czym takie oświetlenie różni się od tradycyjnego?

Przede wszystkim tym, jak się nim steruje. Zarówno w przypadku systemów Interact, jak i Philips Hue można to robić za pośrednictwem aplikacji mobilnej, i to nawet jeśli jesteśmy poza domem. Jeśli przypadkiem zostawimy więc włączone światło w łazience, bez problemu wyłączymy je zdalnie, posługując się aplikacją Philips Hue. Jeśli mamy w domu głośnik Google Home albo innego domowego asystenta, oświetleniem będziemy mogli sterować także za pomocą głosu.

Korzyści inteligentnego oświetlenia nie kończą się oczywiście na wygodniejszym sterowaniu. Z pozostałych warto wymienić także możliwość regulowania ilości i barwy światła czy opcję tworzenia harmonogramów oświetleniowych (światło może samo zapalać się i gasnąć o określonych godzinach). Oświetlenie Philips Hue może też być źródłem rozrywki – jeśli zgramy je z filmem, grą czy muzyką światła będą dynamicznie reagować na treść wyświetlaną na ekranie lub takt muzyki.