Świa­tło ma tak dłu­gą histo­rię jak cały nasz wszech­świat. Jeśli wie­rzyć teo­riom nauko­wym, to świa­tło naro­dzi­ło się wraz z naro­dzi­na­mi wszech­świa­ta i ono nawet dało wszyst­kie­mu począ­tek.

Ogrom­na ener­gia bły­sku wiel­kie­go wybu­chu dała począ­tek powsta­wa­niu gwiazd i ukła­dów pla­ne­tar­nych.

Świa­tło powsta­je z ener­gii i samo w sobie jest for­mą ener­gii.

Ener­gia może zmie­niać postać na róż­ne inne posta­cie ener­ge­tycz­ne.

Ludzie w pra­daw­nych cza­sach widzie­li te zależ­no­ści i mimo, że ich w peł­ni nie rozu­mie­li to potra­fi­li wyko­rzy­stać.

Świa­tło było zna­ne jako pocho­dze­nie od słoń­ca ale tak­że jako bły­ska­wi­ce pod­czas burzy i jako samo­czyn­nie powsta­ją­ce poża­ry.

Począt­ko­wo ludzie nauczy­li się utrzy­my­wać ogień pocho­dzą­cy od poża­rów. Ogień w posta­ci ognisk sta­wał się dla ludzi ocie­ple­niem, oświe­tle­niem, schro­nie­niem przed zwie­rzę­ta­mi a tak­że spo­so­bem na spo­ży­wa­nie mię­sa, któ­re dzię­ki temu sta­ło się łatwiej­sze w tra­wie­niu, smacz­niej­sze i wyde­zyn­fe­ko­wa­ne od bak­te­rii i paso­ży­tów.

Pierw­sze źró­dło świa­tła

Ogień jako oświe­tle­nie towa­rzy­szył cywi­li­za­cji przez naj­dłuż­szy okres cza­su. Od zara­nia dzie­jów do dnia dzi­siej­sze­go.

Nawet posia­da­jąc elek­trycz­ność od cza­su do cza­su ludzie uży­wa­ją komin­ka jako źró­dła cie­pła i świa­tła.

Pierw­sze roz­wi­nię­cie tej for­my wyko­rzy­sta­nia ener­gii przy­nio­sło takie wyna­laz­ki jak pochod­nie, któ­re oświe­tla­ły całe wiel­kie zam­ki i pierw­sze miej­sco­wo­ści.

Kolej­nym waż­nym kro­kiem było dosko­na­le­nie przez ludzi wie­dzy doty­czą­cej mate­ria­łów łatwo­pal­nych. Odkry­to nie­zwy­kłe pal­ne pły­ny o wie­lu róż­nych zasto­so­wa­niach. Takim naj­po­pu­lar­niej­szym dotąd pły­nem jest ropa naf­to­wa. Z któ­rej moż­na oddzie­lić dwa naj­waż­niej­sze łatwo­pal­ne skład­ni­ki: naf­tę i ben­zy­nę.

Bez tego odkry­cia życie było by znacz­nie trud­niej­sze. Czło­wiek nie bory­kał się już z takim pro­ble­mem, że drew­no szyb­ko się wypa­la i trze­ba nowe.

Zaczę­to drew­nia­ne kije obwią­zy­wać mate­ria­ła­mi nasą­czo­ny­mi naf­tą, dzię­ki cze­mu pali­ły się cały­mi godzi­na­mi.

Pierw­sze prze­no­śne lam­py ognio­we

Kolej­nym waż­nym kro­kiem było opra­co­wa­nie lam­py naf­to­wej. Wcze­śniej pro­blem ludzi brał się stąd, że pochod­nie wypa­la­ły się zbyt szyb­ko a naf­ty w tam­tych cza­sach nie uda­wa­ło się wydo­by­wać w bar­dzo szyb­kim tem­pie.

Lam­py naf­to­we umoż­li­wi­ły wiel­ką oszczęd­ność pali­wa oświe­tle­nio­we­go. W takich lam­pach w każ­dej chwi­li wypa­la się mała por­cja naf­ty w posta­ci opa­rów a resz­ta jest oddzie­lo­na aby nie wypa­li­ła się w jed­nej chwi­li i nie doszło do wybu­chu.

Dziś lam­py naf­to­we są kupo­wa­ne bar­dzo czę­sto. Nie cho­dzi tu o wyż­szą tech­no­lo­gię, wręcz prze­ciw­nie.

Coraz bar­dziej liczy się przy­wią­za­nie do anty­ków, histo­rii i sztu­ki. Sta­ro­daw­na lam­pa naf­to­wa nie musi się świe­cić nawet, tyl­ko po pro­stu ma być i ład­nie wyglą­dać.

W dodat­ku takie rze­czy w zależ­no­ści od wie­ku potra­fią mieć cenę znacz­nie wyż­szą od nowo­cze­sne­go oświe­tle­nia.

A oprócz tego jest moż­li­wość zaku­pie­nia nowo­cze­snych lamp, wzo­ro­wa­nych na sta­rym sty­lu lamp naf­to­wych.

Tak wyglą­da­ją typo­we współ­cze­sne lam­py naf­to­we:

Współ­cze­sne lam­py naf­to­we

W koń­cu naszła era współ­cze­sne­go oświe­tle­nia.

Oświe­tle­nie pole­ga­ją­ce na ener­gii elek­trycz­nej.

Zupeł­nie inna zasa­da dzia­ła­nia ale skut­ki te same. Zamia­na ener­gii w jed­nej posta­ci (elek­trycz­nej) na inną postać: świa­tło i cie­pło.

Co praw­da same­go cie­pła czło­wiek nie potrze­bo­wał, gdyż wytwa­rzał je w inny spo­sób. Jed­nak nie ma moż­li­wo­ści aby kie­dy­kol­wiek uda­ło się zamie­nić jed­ną postać ener­gii na samo świa­tło.

Zawsze będzie temu towa­rzy­szyć wydzie­la­nie się cie­pła. Tak samo jak z ogni­skiem czy słoń­cem. Nie­po­trzeb­ne nam cie­pło ale nie­ste­ty i tak musi­my opła­cać jako zuży­cie prą­du elek­trycz­ne­go.

Na szczę­ście dzię­ki postę­po­wi tech­no­lo­gicz­ne­mu, uda­je się wytwo­rzyć źró­dła oświe­tle­nia, któ­re wytwa­rza­ją naj­wię­cej świa­tła i naj­mniej strat w posta­ci wydzie­la­ne­go cie­pła.

Otóż oszczęd­ność ener­gii elek­trycz­nej nie była wcze­śniej taka łatwa. Sam twór­ca pierw­szej żarów­ki — Tho­mas Edi­son, stwo­rzył nowo­cze­sne narzę­dzie, któ­re­go zada­niem było zuży­wa­nie dużej ilo­ści prą­du by uzy­skać świa­tło.

Mia­no­wi­cie, jeśli prąd pły­nie przez dobry prze­wod­nik. Wte­dy świa­tła może w ogó­le nie być a tak­że ilość wydzie­la­ne­go cie­pła będzie znacz­nie mniej­sza.

Żarów­ka z tego powo­du musi pole­gać na bar­dzo złych prze­wod­ni­kach. Tra­dy­cyj­nie w typo­wej żarów­ce sto­so­wa­ny jest dru­cik z wol­fra­mu. Mate­riał ten jest tak złym prze­wod­ni­kiem, że prąd napo­ty­ka bar­dzo duży opór i to skut­ku­je roz­grza­niem się dru­ci­ka do tak wiel­kiej tem­pe­ra­tu­ry, że aż się świe­ci.

Pierw­sza żarów­ka

Takiej wyso­kiej tem­pe­ra­tu­rze nie podo­ła prze­cięt­ny metal, gdyż po pro­stu sto­pił­by się. Dla­te­go wyko­rzy­sty­wa­ny jest wol­fram, jako metal o naj­wyż­szej tem­pe­ra­tu­rze top­nie­nia.

Dodat­ko­wo żarów­ka wewnątrz musi być próż­nio­wa. Dzię­ki temu nie ma nagrze­wa­nia się powie­trza. Nie moż­li­wa jest ani kon­wek­cja ciepl­na ani prze­wo­dze­nie w próż­ni.  Dzię­ki temu znacz­nie mniej. Jedy­ną dro­ga to pro­mie­nio­wa­nie. Na tej samej zasa­dzie, któ­rej słoń­ce ogrze­wa nas tu na zie­mi. Mimo iż ta ener­gia musia­ła poko­nać milio­ny kilo­me­trów próż­ni kosmicz­nej.

Współ­cze­sne żarów­ki oświe­tle­nio­we

Rewo­lu­cja elek­trycz­na była dość szyb­ka. W koń­cu minę­ło tyl­ko kil­ka­dzie­siąt lat od poważ­nych zabaw z prą­dem do momen­tu, gdy ludzie mie­li już urzą­dze­nia elek­trycz­ne w swo­ich domach.

Wła­śnie wte­dy poja­wi­ła się idea dopro­wa­dza­nia ener­gii elek­trycz­nej do domów.

Pierw­szą elek­trow­nię stwo­rzył rów­nież Tho­mas Edi­son.

Jed­nak jego pomysł nie mógł być reali­zo­wa­ny na więk­szą ska­lę. Edi­so­na elek­trow­nia była opar­ta na prą­dzie sta­łym. Pod­czas gdy nie da się stwo­rzyć ogrom­nej war­to­ści prą­du sta­łe­go. Potrzeb­na by była bate­ria wiel­ko­ści kil­ku kilo­me­trów i peł­na kwa­su siar­ko­we­go tak aby moż­na było zaspo­ko­ić potrze­by małe­go mia­sta.

Kolej­ny wiel­ki postęp przy­niósł geniusz elek­trycz­no­ści — Nico­la Tesla, któ­ry słusz­nie powie­dział, że prąd zmien­ny to przy­szłość i nadal go sto­su­je­my w naszych domach i to zapew­ne się nie zmie­ni zbyt szyb­ko.

Nie potrzeb­ne są kwa­sy jako elek­tro­li­ty. Wystar­czy sko­rzy­stać z zależ­no­ści, w któ­rej to pole elek­trycz­ne powo­du­je efek­ty magne­tycz­ne i odwrot­nie. Zmien­ne pole magne­tycz­ne wytwa­rza zmien­ny prąd elek­trycz­ny. Sta­ły jest nie­moż­li­wy w tym przy­pad­ku. Gdy­by wystar­czy­ło poło­żyć magnes obok prze­wod­ni­ków aby pły­nął prąd, to mie­li­by­śmy ener­gię za dar­mo.

Jed­nak potrzeb­ny jest ruch magne­sów dooko­ła uzwo­je­nia aby wytwa­rzać w nim impul­sy elek­trycz­ne. Szyb­ko wymy­ślo­no pierw­szą tur­bi­nę jako sys­tem obra­ca­ją­cych się magne­sów z dużą pręd­ko­ścią.

Do dziś tak samo z tego korzy­sta­my. Czy cho­dzi o dyna­mo w rowe­rze, któ­re musi się krę­cić. Czy o wia­tra­ki prą­do­twór­cze lub elek­trow­nie wod­ną, w któ­rej woda pod ciśnie­niem obra­ca tur­bi­na­mi. Nawet w elek­trow­niach ato­mo­wych odby­wa się to na tej samej zasa­dzie, tyl­ko tu poru­sza tur­bi­na­mi ener­gia pocho­dzą­ca z roz­pa­du ato­mów.

I tak roz­po­czę­ło się sta­wia­nie elek­trow­ni na całym świe­cie i dopro­wa­dza­nie dla ludzi ener­gii elek­trycz­nej. Nasta­ła wiel­ka rewo­lu­cja w histo­rii świa­ta, któ­rą zawdzię­cza­my bar­dziej Tesli a nie Edi­so­no­wi.

War­to też wie­dzieć, że ten pierw­szy miał powo­ła­nie do zmia­ny świa­ta na lep­szy, pod­czas gdy dru­gi był typo­wym inte­re­san­tem szu­ka­ją­cym zysków i wpły­wów. Tesla stał się naj­częst­szą posta­cią ze szki­ców i kary­ka­tur. Czło­wiek — współ­cze­sny Pro­me­te­usz, któ­ry dał coś wię­cej dla całej ludz­ko­ści. Naj­lep­szą i naj­bar­dziej prak­tycz­ną for­mę ener­gii, któ­rą może­my zamie­nić na cokol­wiek inne­go. Czy oświe­tle­nie czy pra­cę mecha­nicz­ną pral­ki lub mik­se­ra. Cały nasz sprzęt pole­ga dziś na tych osią­gnię­ciach i nie wyobra­ża­my sobie życia bez prą­du.

Nico­la Tesla

Od tam­tej pory przy­szedł tyl­ko jeden poważ­ny krok do przo­du. Mia­no­wi­cie zaczę­to wyko­rzy­sty­wać pół­prze­wod­ni­ki a nie tyl­ko meta­le jako prze­wod­ni­ki.

Pół­prze­wod­ni­ki cha­rak­te­ry­zu­ją się nie­zwy­kły­mi wła­ści­wo­ścia­mi. W pew­nych warun­kach prze­wo­dzą prąd a w innych już nie.

Tak samo jak w nor­mal­nych prze­wod­ni­kach, bar­dzo łatwo doko­nać zamia­ny prą­du w świa­tło. Pier­wot­nie dio­dy mia­ły słu­żyć tyl­ko ozna­cze­niom sygna­li­zu­ją­cym. Małe dio­dy, któ­re poka­zu­ją zie­lo­ny kolor gdy wszyst­ko w porząd­ku i czer­wo­ny jako ozna­kę pro­ble­mu.

Wydaj­ność i bar­dzo dobre wła­ści­wo­ści pół­prze­wod­ni­ków spra­wi­ły, że powin­ny być wyko­rzy­sty­wa­ne jako oświe­tle­nie a nie tyl­ko sygna­li­za­cję.

Powsta­ły dio­dy LED świe­cą­ce na bia­ło. Okre­śle­nie LED pocho­dzi od angiel­skie­go: Ligh­ting Emit­ting Dio­de czy­li dio­dy emi­tu­ją­ce świa­tło.

Dio­dy świe­cą­ce

Na chwi­lę obec­ną jest to naj­bar­dziej wydaj­ne źró­dło świa­tła i naj­bar­dziej ener­go­osz­częd­ne.

Wyko­rzy­sta­nie diód jako oświe­tle­nia opie­ra się na pro­stych zasa­dach roz­cze­pia­nia świa­tła. Świa­tło bia­łe jest w rze­czy­wi­sto­ści mie­szan­ką róż­nych fal o róż­nych czę­sto­tli­wo­ściach, co widzi­my jako kolo­ry. Nało­że­nie się ich wszyst­kich razem powo­du­je efekt kolo­ru bia­łe­go. Kolor bia­ły to w rze­czy­wi­sto­ści wszyst­kie kolo­ry na raz a czar­ny to tak na praw­dę zupeł­ny brak kolo­ru.

Lamp­ki LED-owe

Dio­dy wytwa­rza­ją świa­tło jed­no­barw­ne i mono­chro­ma­tycz­ne, więc uzy­sku­je­my kolor zie­lo­ny, nie­bie­ski, czer­wo­ny itp

Ale sko­ro za pomo­cą pry­zma­tu lub wody moż­na roz­cze­pić świa­tło bia­łe na kolo­ry tęczy, to rów­nie dobrze moż­na zmie­szać ze sobą kolo­ry tak aby uzy­skać świa­tło bia­łe

Roz­cze­pie­nie świa­tła

Wie­my też, że przez naj­bliż­sze deka­dy ta tech­no­lo­gia będzie roz­wi­jać się naj­szyb­ciej i nie łatwo aby szyb­ko ktoś odkrył sku­tecz­niej­sze roz­wią­za­nie od naj­no­wo­cze­śniej­szej elek­tro­ni­ki, w któ­rej świa­tło jest pozy­ski­wa­ne na zasa­dzie zja­wisk kwan­to­wych w mate­rii.

Wię­cej cie­ka­wo­stek dowiesz się z fil­mu:

źródło:

Nicola Tesla — Wikipedia

Thomas Edison — Wikipedia

Diody LED — Wikipedia