Jak działają żarówki?

Standardowe żarówki zwykle działają w ten sam sposób, co w momencie ich wynalezienia ponad sto lat temu. Thomas Edison jest powszechnie uważany za wynalazcę żarówki w 1879 roku, chociaż Sir Joseph Swan z Anglii wpadł na ten pomysł w 1878 roku. Wielu ówczesnych wynalazców usiłowało stworzyć źródło światła, aby zastąpić świece i lampy naftowe, które były nie tylko niebezpieczne, ale brudne. Na przełomie wieków miliony gospodarstw domowych zastąpiły ogień i olej skromną żarówką elektryczną.

Na najbardziej podstawowym poziomie żarówki działają na ekscytujące atomy, które uwalniają fotony światła. Jednak nie wszystkie fotony emitują światło widzialne. W rzeczywistości ze względu na sposób działania żarówek większość promieniowania emitowana jest raczej w postaci ciepła niż światła widzialnego. Z tego powodu żarówki według dzisiejszych standardów nie są bardzo wydajnymi generatorami światła.

Nowoczesna żarówka to cienka, szklana komora wypełniona gazami obojętnymi, zwykle argonem. Dwa metalowe pręty wystają w górę do komory ze styków u podstawy żarówki. Włókno wolframu łączy pręty. Wolfram jest kluczowym elementem w działaniu żarówek, ponieważ ma bardzo wysoką temperaturę topnienia. Po przyłożeniu elektryczności do żarówki przechodzi ona przez styki, pręty i łączące włókno, ekscytujące atomy wolframu, które wytwarzają fotony.

Podekscytowane atomy wibrują. Z biegiem czasu włókno wolframowe słabnie, gdy pojedyncze atomy drgają bez niego. Jest to obszar, w którym dokonano jednej poprawy w działaniu żarówek. Żarówki pierwotnie nie zawierały obojętnych gazów, lecz próżnię, która nie zapobiegła utracie atomów przez włókno. Obojętne gazy pomagają przedłużyć żywotność żarnika, zapewniając atomy „zderzaka”, które pomagają zepchnąć atomy z powrotem do żarnika podczas ucieczki. Sposób działania żarówek jest teraz nieco bardziej wydajny niż oryginalny projekt próżniowy.

Lampy fluorescencyjne mają inną konstrukcję, która jest bardziej wydajna niż sposób działania żarówek. Energia elektryczna ładuje opary rtęci wewnątrz bańki rurowej, która z kolei wzbudza atomy fosforu, które emitują białe światło. Świetlówki pracują chłodniej, zużywają mniej energii i działają dłużej niż żarówki. Jednak niektórzy ludzie uważają, że oświetlenie fluorescencyjne jest trudne. Migotanie oświetlenia fluorescencyjnego może również potencjalnie wywoływać ataki padaczki.