تاریخچه لامپ و روشنایی

به عقیده بسیاری از مورخان تاریخ بشر به دو دوره کلی قبل و بعد از اختراع لامپ تقسیم می شود. بسیاری از اختراعات و دستاوردهای علمی بزرگ بشر پس از اختراع چراغ و از طریق روشنایی است. امروزه با وجود اینکه در عصر علم و فناوری زندگی می کنیم، لامپ ها و سایر وسایل روشنایی همچنان یکی از عناصر اصلی تنظیم کننده زندگی انسان در جوامع مدرن بشری هستند.

لامپ چیست؟
لامپ که در سال های گذشته به آن لامپ برق نیز می گفتند، وسیله ای است که از چندین خازن، لامپ، اتصالات مختلف و همچنین مدارهای الکتریکی تشکیل شده است. وظیفه اصلی لامپ ها تبدیل انرژی الکتریکی به نور است. برای محافظت از آنها در برابر عوامل محیطی، معمولاً لامپ ها را در محفظه ای به نام حباب قرار می دهند. همچنین قرار دادن لامپ ها در داخل بادکنک میزان انتشار نور را تا حدودی افزایش می دهد.

تاریخچه لامپ
با توجه به مشاهدات و تحقیقات انجام شده در مورد تاریخچه لامپ ها و روشنایی ها، قدمت آن به ۷۰۰۰۰ سال قبل از میلاد مسیح می رسد. این چراغ ها که ساختار بسیار ساده ای داشتند از سنگی توخالی تشکیل شده بود که معمولاً با چربی یا موادی که به راحتی می سوزند پر می شد. بر اساس ابزارهای یافت شده در نواحی غربی آسیا و نواحی شمالی ایران، صدف پیدا شد و بعدها مشخص شد که ایرانیان باستان از این صدف ها به عنوان چراغ استفاده می کردند. با گذشت زمان و پیشرفت تکنولوژی، انواع مختلفی از لامپ ها در بازارهای جهانی عرضه شده است.

اولین لامپ در تاریخ روشنایی
با گذشت زمان تاریخچه نورپردازی به اختراع اولین لامپ های مدرن و مدرن رسید. اولین لامپ توسط همفری دیوی در اوایل قرن نوزدهم اختراع شد. این مرد یکی از متخصصان رشته شیمی در دانشگاه های بریتانیا بود. قبل از اختراع لامپ رشته ای، او موفق شد قوی ترین باتری آن زمان را بسازد. در یکی از آزمایش ها، پس از اینکه دو سیم باتری را به تکه ای کربن وصل کرد، متوجه شد که کربن در اثر عبور الکترون ها نور تولید می کند. لامپی که دیوی موفق به اختراع آن شد به لامپ قوس الکتریکی معروف است.

در طول هفت دهه بعد، بسیاری از محققان و دانشمندان تلاش کردند تا ساختار لامپ ساخته شده توسط دیوی را اصلاح کنند. آنها سعی کردند کارایی آن را افزایش دهند، بنابراین مواد تشکیل دهنده لامپ را تغییر دادند. طرح های این افراد اگرچه از نظر تئوری خوب و کاربردی بود اما به دلایل مختلف طرح های آنها به تولید انبوه نرسید.

در سال ۱۸۷۴، دو کارشناس کانادایی به نام‌های هنری وودوارد و متیو ایوانز روی یک طرح جالب و خلاقانه برای لامپ رشته‌ای کار کردند. در تاریخچه لامپ آمده است که طرح پیشنهادی این دو کارشناس بلندپروازانه و در عین حال متفاوت از سایر طرح های رایج بوده است. در این طرح، وودوارد و ایوانز میله های کربنی را بین الکترودها در سیلندرهای شیشه ای پر از گاز نیتروژن قرار دادند.

طراحی آن ها با وجود پتانسیل بسیار زیاد، تجاری سازی نشد و در نهایت با وجود تلاش های فراوانی که این دو برای تولید انبوه اختراع خود انجام دادند، به نتیجه مطلوب نرسیدند. وودوارد و ایوانز در سال ۱۸۷۹ حق ثبت اختراع خود را به مخترع آمریکایی توماس ادیسون فروختند.

ادیسون تحقیقات خود را در مورد لامپ های رشته ای آغاز می کند!
بسیاری از مردم بر این باورند که توماس ادیسون اولین لامپ رشته ای را اختراع کرد! اما اگر به تاریخچه نورپردازی و لامپ ها دقت کنید، متوجه می شوید که توماس ادیسون در واقع اولین لامپی را اختراع کرد که طراحی آن کاربردی بود و می توانست به تولید انبوه برسد. قبل از خرید حق ثبت اختراع وودوارد و ایوانز، ادیسون روی طراحی لامپ رشته ای کار کرد.

از سال ۱۸۷۸ تا ۱۸۸۰، او بیش از ۳۰۰۰ طرح ناموفق از انواع لامپ های رشته ای را آزمایش کرد. سرانجام در سال ۱۸۷۹ معروف ترین و مهم ترین اختراع خود، لامپ کربن رشته ای را به ثبت رساند. لامپ رشته ای که توسط توماس ادیسون اختراع شد، برخلاف سایر لامپ های مورد استفاده در آن زمان، عمری بیش از ۱۲۰۰ ساعت داشت! همین عامل باعث شد سرمایه گذاران زیادی به خرید اختراع جدید ادیسون علاقه مند شوند.

مشکل طراحی لامپ های رشته ای قبل از ادیسون طول عمر کوتاه آنها بود. اگر به تاریخچه لامپ دقت کنید متوجه می شوید که این لامپ ها به دلیل نقص در ساختارشان نمی توانند برای مدت طولانی نور را تامین کنند. به همین دلیل سرمایه گذاران علاقه ای به تولید انبوه آنها نداشتند.

لامپ های LED و فلورسنت
ظاهراً طراحی لامپ توماس ادیسون در آن زمان ایده خوب و مؤثری بود. اما با پیشرفت علم و فناوری، بشر نه تنها باید طول عمر خود را افزایش دهد، بلکه باید مصرف انرژی و روشنایی خود را نیز افزایش دهد. به همین دلیل، لامپ های فلورسنت در دهه ۱۸۹۰ اختراع شدند. این لامپ ها حاوی بخار جیوه کم فشار هستند. نحوه کار لامپ های فلورسنت به این صورت است که ولتاژ اعمال شده به دو سر لامپ باعث گرم شدن گاز آرگون یا نئون داخل لامپ می شود. به این ترتیب جیوه تحریک می شود و تعدادی فرآیند شیمیایی انجام می شود که در نهایت نور تولید می کند.

لامپ های فلورسنت به دلیل وجود مواد سمی مانند جیوه به کار رفته در آنها در بسیاری از کشورها کاربرد زیادی ندارند. لامپ های فلورسنت با لامپ های LED جایگزین شدند. این لامپ ها در سال ۱۹۰۷ اختراع شدند و به سرعت به تولید انبوه رسیدند. لامپ های ال ای دی رنگ های متنوعی دارند و برخی از مدل ها حتی قابل حمل هستند!

منبع: داستان ما