Wie funktionieren Glühbirnen?
Standard-Glühlampen funktionieren heute im Wesentlichen genauso wie zum Zeitpunkt ihrer Erfindung vor über hundert Jahren. Thomas Edison wird allgemein die Erfindung der Glühbirne im Jahr 1879 zugeschrieben, obwohl Sir Joseph Swan aus England 1878 auf die Idee kam. Viele Erfinder dieser Zeit versuchten, eine Lichtquelle zu schaffen, die nicht nur gefährliche Kerzen und Öllampen ersetzen sollte. aber dreckig. Bis zur Jahrhundertwende hatten Millionen von Haushalten Feuer und Öl durch die bescheidene elektrische Glühbirne ersetzt.
Im Grunde wirken Glühbirnen durch Anregung von Atomen, die Lichtphotonen freisetzen. Es emittieren jedoch nicht alle Photonen sichtbares Licht. Aufgrund der Funktionsweise von Glühbirnen wird der größte Teil der Strahlung als Wärme und nicht als sichtbares Licht abgegeben. Aus diesem Grund sind Glühbirnen nach heutigen Maßstäben keine sehr effizienten Lichtgeneratoren.
Die moderne Glühbirne ist eine dünne Glaskammer, die mit Inertgasen, normalerweise Argon, gefüllt ist. Zwei Metallstäbe ragen von den Kontakten am Sockel der Glühlampe nach oben in die Kammer hinein. Ein Wolframfaden verbindet die Stäbe. Wolfram ist ein Schlüsselelement für die Funktionsweise von Glühbirnen, da es eine sehr hohe Schmelztemperatur aufweist. Wenn Elektrizität an die Glühbirne angelegt wird, passiert sie die Kontakte, Stäbe und Verbindungsfäden und regt Atome im Wolfram an, die Photonen erzeugen.
Angeregte Atome vibrieren. Mit der Zeit schwächt sich das Wolframfilament ab, da einzelne Atome frei vom Filament schwingen. Dies ist ein Bereich, in dem die Funktionsweise von Glühbirnen verbessert wurde. Die Glühbirnen enthielten ursprünglich keine inerten Gase, sondern ein Vakuum, das nichts daran hinderte, dass der Faden Atome verlor. Inerte Gase helfen, die Lebensdauer des Filaments zu verlängern, indem sie "Stoß" -Atome liefern, die dabei helfen, Atome beim Entweichen in das Filament zurückzustoßen. Die Art und Weise, wie Glühbirnen jetzt funktionieren, ist etwas effizienter als das ursprüngliche Vakuumdesign.
Leuchtstofflampen haben ein anderes Design, das effizienter ist als die Arbeitsweise von Glühbirnen. Elektrizität lädt Quecksilberdampf in der röhrenförmigen Lampe auf, wodurch Phosphoratome angeregt werden, die weißes Licht emittieren. Leuchtstofflampen laufen kühler, verbrauchen weniger Energie und halten länger als Glühlampen. Einige Leute finden jedoch fluoreszierende Beleuchtung hart. Flackerndes fluoreszierendes Licht kann möglicherweise auch Angriffe bei Epileptikern auslösen.