Движение человечества к искусственному освещению шло не одно тысячелетие. Более полумиллиона лет человеку был доступен только открытый огонь, зажженный молниями или добытый трением и высеканием искр.
Примерно за 10 тысяч лет до нашей эры огню стали придумывать упаковку. Главным источником света стал факел, с конца 3 века до н.э. развивалось свечное освещение. Факел, лучины, жировые свечи, масляные светильники были основным инструментом освещения внутренних пространств, вплоть до конца Средних веков. При этом масляные фонари использовались для уличного освещения, например, в России, до начала 19-го века. Под конец вместо масла стали использовать керосин.
Новые технологии освещения стали появляться с наступлением индустриальной эпохи. С начала 19-го века появилось более яркое, чистое и безопасное газовое освещение. Это была настоящая революция. К концу 19-го века, сто лет спустя, большинство домов освещалось газом.
Дальнейшее движение к свету было уже стремительным. Со второй половины 19-го века начинается история развития электрического освещения. Всего лишь за 250 лет был пройден путь от первых экспериментов с электрическими разрядами до изобретения ламп накаливания, газоразрядных, неоновых, ксеноновых, галогенных.
Люминесцентные лампы появились чуть позже ламп накаливания. Они работают по другому принципу. Это газоразрядные лампы низкого давления, в которых невидимое ультрафиолетовое излучение, возникающее в результате электрического разряда в парах ртути, преобразуется люминофорным покрытием в видимый свет.
Как появились люминесцентные лампы:
1700-е г.г.
Первый русский ученый-естествоиспытатель Михаил Ломоносов описал свечение заполненного водородом стеклянного шара под действием электрического тока. Ломоносов не ставил задачу создать источник электрического света, так что до создания люминесцентной лампы было еще далеко.
1856 г.
Немецкий стеклодув и изобретатель Генрих Гейслер создал первую газоразрядную лампу в виде экспериментальной установки. Из стеклянной колбы он откачал воздух вакуумным насосом собственной разработки и заполнил ее газом. При подаче напряжения от включенного в цепь соленоида в колбе возникало зеленоватое свечение. Заполненная газом колба меняла оттенок свечения в зависимости от напряжения и силы тока. Изобретение так и назвается в честь ученого – трубка Гейслера.
1859 г.
Французский физик Александр Эдмон Беккерель предложил покрыть внутреннюю поверхность трубок Гейслера люминесцирующими веществами. Так было задано направление развития технологии люминесцентного освещения на основе применения люминофоров – веществ, которые преобразуют поглощаемую энергию, в том числе от ультрафиолетового излучения, в видимый свет. Интересом Беккереля была наука, а не создание источников света, тем более, полученное свечение не было ярким.
1891 г.
Американский ученый Никола Тесла продемонстрировал слушателям Колумбийского университета свечение вакуумированных трубок Гейслера в высоковольтном электрическом поле. Свечение зависело от внутреннего покрытия трубок. Например, трубки, покрытые внутри иттрием, давали яркий белый свет, интенсивности которого было достаточно для чтения. Трубка светилась автономно без подключения к проводам за счет индукции, такими трубками Тесла затем освещал свою лабораторию. В этом же году он получил патент на систему искусственного освещения газоразрядными аргоновыми лампами, питаемыми токами высокого напряжения и высокой частоты. Аргон до сих пор используется в люминесцентных лампах.
1894 г.
Американский инженер Даниель МакФарлан Мур изобрел лампу дневного света, в которой использовались инертные газы: диоксид углерода – для белого света, и азот – для светло-розового. Лампа отличалась сложной конструкцией, но после усовершенствований, начиная с 1904 года, лампа Мура стала применяться в офисных помещениях и магазинах для искусственного освещения.
1901 г.
Американский инженер Питер Купер Хьюитт продемонстрировал первую ртутную лампу. Пары ртути давали мягкий сине-зеленый свет, эффективность была выше, чем у предыдущих изобретений, но сине-зеленый свет не подходил для искусственного освещения. Правда, позже, с 1930 года, усовершенствованные ртутные лампы системы Хьюитта начнут применяться для уличного освещения.
1926 г.
Немецкий изобретатель Эдмунд Джермер вместе с коллегами, занимаясь поисками искусственного источника ультрафиолетового излучения, обнаружил, что увеличив давление газа внутри покрытой флюоресцентным порошком колбы, можно получить ровный белый достаточно яркий свет, подходящий для искусственного освещения. Эдмунд Джермер считается отцом современных люминесцентных ламп, именно его лампы наиболее близки к сегодняшним по своему устройству.
1934 г.
Английская компания General Electric за 180 тысяч долларов выкупила патент Джермера. Группа под руководством Джорджа Инмана и Ричарда Тайера довела изобретение Джермера до светоотдачи в 35 люмен на ватт. Правда, лампа сначала давала зеленый свет. К 1938 году лампы были усовершенствованы, началось их массовое производство и продажи. «General Electric» выпустила на рынок трубки четырёх разных размеров. С этого времени трубчатые лампы дневного света на 40 ватт можно было увидеть уже в каждом офисе.
1938 г.
Советский физик Сергей Вавилов, который с 1921 года исследовал явление люминесценции, вместе с коллегами из возглавляемого им Физического института Академии наук разработал первые советские люминесцентные лампы. В 1941 году образцы ламп были выпущены на Московском электроламповом заводе, но начавшаяся война не позволила развить их производство. В 1946 году на заводе возобновился выпуск образцов, по инициативе Вавилова новый вид освещения был успешно испытан и для музейного освещения в некоторых залах Эрмитажа. В 1948 году в СССР был начат массовый выпуск линейных люминесцентных ламп, мощностью 20, 40, 65 и 80 ватт и длиной трубки 600, 1200 и 1500 мм в колбе с большим диаметром 38 мм, что обеспечивало облегченное зажигание при низких температурах.
1980 г.
Появились первые компактные люминесцентные лампы.
1985 г.
Компания OSRAM первой представила лампу со встроенным электронным ПРА (так называемые «энергосберегающие» лампы с патроном).
1970-е г.г.
Советские ученые из ВНИСИ им. С.И.Вавилова создали энергоэкономичные лампы мощностью 18, 36, 58 и 72 Вт. Две последние были разработаны и запатентованы молодым советским ученым из ВНИСИ Валентином Боосом.
Люминесцентные лампы до последнего времени широко использовались наряду с обычными лампами накаливания. Они потребляют в 5 раз меньше электроэнергии, чем лампы накаливания, а их срок службы в 10 раз больше. Тем не менее, у них есть недостатки – снижение срока службы при частых включениях и выключениях, содержание 3-5 мг ртути, несовместимость с диммерами, неправильная цветопередача и повышенная усталость глаз.
Поэтому на смену им быстрыми шагами идут светодиодные лампы, которые не содержат ртуть и имеют почти в 2 раза более высокую светоотдачу.
При подготовке материала использовались порталы electrik.info, studwood.ru, shine.ru, mir-td.ru