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