Jak fungují žárovky?

Standardní žárovky dnes fungují v podstatě stejným způsobem jako v době svého vynálezu před více než sto lety. Thomas Edison je obecně připočítán s vynalézáním žárovky v 1879, ačkoli sir Joseph Swan Anglie přišel k nápadu v 1878. Mnoho vynálezců času se pokoušelo vytvořit světelný zdroj nahradit svíčky a olejové lampy, které byly nejen nebezpečné, ale špinavé. Na přelomu století nahradily miliony domácností oheň a olej pokornou elektrickou žárovkou.

Na nejzákladnější úrovni fungují žárovky vzrušujícími atomy, které uvolňují fotony světla. Ne všechny fotony však emitují viditelné světlo. Ve skutečnosti kvůli způsobu, jakým žárovky fungují, je většina záření emitována spíše jako teplo než viditelné světlo. Z tohoto důvodu nejsou podle dnešních standardů žárovky příliš účinnými generátory světla.

Moderní žárovka je tenká skleněná komora naplněná inertními plyny, obvykle argonem. Dvě kovové tyče vyčnívají nahoru do komory z kontaktů na základně baňky. Pruty spojuje vlákno z wolframu. Wolfram je klíčovým prvkem fungování žárovek, protože má velmi vysokou teplotu tání. Když je na žárovku přivedena elektřina, prochází kontakty, tyčemi a spojovacím vláknem, vzrušující atomy v wolframu, které generují fotony.

Vzrušené atomy vibrují. V průběhu času vlákno wolframu oslabuje, když jednotlivé atomy vibrují bez vlákna. To je oblast, kde bylo dosaženo jednoho zlepšení ve způsobu práce žárovek. Žárovky původně neobsahovaly inertní plyny, ale vakuum, které nic nezabránilo tomu, aby vlákno ztratilo atomy. Inertní plyny pomáhají prodloužit životnost vlákna tím, že poskytují „nárazníkové“ atomy, které pomáhají klepat atomy zpět do vlákna, když unikají. Způsob práce žárovek je nyní o něco účinnější než původní konstrukce vakua.

Zářivková světla mají odlišný design, který je účinnější než způsob práce žárovek. Elektřina nabíjí rtuťové páry uvnitř trubkové baňky, která zase excituje atomy fosforu, které vyzařují bílé světlo. Zářivka běží chladněji, spotřebovává méně energie a vydrží déle než klasické žárovky. Někteří lidé však považují zářivkové osvětlení za tvrdé. Blikající fluorescenční osvětlení může také potenciálně vyvolat útoky u epileptiků.