Selles blogipostituses uurime valgustuse ajalugu ja valgusallikate muutusi ning seda, kuidas need on mõjutanud meie tundeid ja elu tänapäeval.
Valgustus on inimkonnaga koos arenenud. Kauges minevikus elasid inimesed üksnes päikese, kuu ja tähtede valguses – teisisõnu, nad toetusid looduse pakutavale valgusele. Aja jooksul lõid inimesed aga järk-järgult kunstlikku valgust ja saavutasid selle üle kontrolli. Tänapäeval ei ole valgus mitte ainult meie igapäevaelu oluline osa, vaid mängib olulist rolli ka meie emotsioonide kontrollimisel ning hoonete ja ehitiste välimuse kaunistamisel. Selles blogipostituses vaatleme lähemalt valgustuse ajalugu ja erinevaid valgusallikaid.
Valgustuse ajalugu algas ürgajal, kui inimesed süütasid selliseid materjale nagu tõrvikud, tulesüdamikud ja savilaternad. Neid kasutati peamiselt valgusallikana siseruumides. Keskajal arenes küünaldega valgustus küünlajalgade ja kaarekujuliste laternate abil ning 18. sajandi uusajal ilmusid õlipõhised valgustid, näiteks õlilambid ja gaasilambid. Tehnoloogia arenedes muutusid gaasilaternad üha tõhusamaks, pakkudes paremat valgustust, ja töötati välja erinevat tüüpi põleteid. Põleti on seade, mis põletab gaasi valguse tekitamiseks.
1808. aastal avastas Humphry Davy, et elektrivoolu läbilaskmine süsinikust tekitab valgust, ja ta süütas Pariisis Place de la Concorde'il kaarlambi. Valgus oli aga liiga intensiivne ja vajas pidevat reguleerimist, mistõttu seda laialdaselt ei kasutatud. 1879. aastal leiutas Thomas Edison hõõglambi, kasutades hõõglampi, mille Edison ja Joseph Wilson Swan turustasid. 1894. aastal leiutati tselluloosist valmistatud süsinikniidiga pirn, kuid süsinik aurustus kõrgel temperatuuril, põhjustades pirni sisemuse mustaks minemist. 1920. aastal õnnestus William David Coolidge'il luua volframniidi, mis pikendas pirni eluiga, ja 1913. aastal sulges Irving Langmuir klaaspirni sisse lämmastikgaasi, et takistada hõõgniidi aurustumist, pikendades veelgi pirni eluiga. Hiljem lisati klaaspirni argoon ja lämmastikgaasid, et suurendada lambi efektiivsust, mida kasutatakse tänapäevalgi. Tänapäeval on üle 20,000 XNUMX tüüpi valgusallikaid, sealhulgas halogeenlambid, luminofoorlambid, kõrgrõhulahenduslambid ja LED-lambid.
Valgusallikaid liigitatakse vastavalt sellele, kuidas nad valgust tekitavad. Valgusallikaid on kolme tüüpi: hõõglambid, mis tekitavad valgust soojuskiirguse abil; luminofoorlambid, mis tekitavad valgust elektrilahenduse abil; ja valgusdioodid (LED-id), mis tekitavad valgust elektrivälja abil. Hõõglambid on valgusallikad, mis tekitavad valgust soojuskiirguse abil, lastes voolu läbi hõõgniidi ja kuumutades seda kõrge temperatuurini. Hõõglamp koosneb klaaskolvist, hõõgniidist, tihendusgaasist, soklist, väljalaskeavast, ankrust ja sissejuhatust. Hõõgniidi jaoks kasutatakse volframit, kuna sellel on kõrge sulamistemperatuur ja väike paisumiskoefitsient, mistõttu see ei muuda kuju. Sulatusgaas on 85% argooni ja 15% lämmastiku segu. Argoon on keemiliselt stabiilne, seega ei reageeri see kõrgetel temperatuuridel ja on vastupidav. Hõõglampide võimsus on 15 W kuni 1500 W, efektiivsus 10 lm kuni 20 lm/W ja eluiga 1000 kuni 2000 tundi. Hõõglampidel on hea värviedastus, soe valgusvärv, neid on lihtne süüdata ja neid saab pidevalt hämardada. Siiski on neil ka puudusi nagu madal efektiivsus, kõrge infrapunakiirgus, kõrge temperatuur ja suhteliselt lühike eluiga. Neid kasutatakse tavaliselt üldvalgustuseks, aktsentvalgustuseks ja meeleoluvalgustuseks väikestes ruumides, samas kui suuri hõõglampe kasutatakse lae- või prožektorvalgustuseks.
Luminofoorlambid on valgusallikad, mis tekitavad valgust gaasis või aurus elektrilise tühjenemise teel. Luminofoorlamp koosneb elavhõbeda ja argooniga täidetud luminofoorlambist, elektroodist, valgustorust ja ballastist, mis reguleerib voolu tühjenemise stabiliseerimiseks. Luminofoorlambid töötavad järgmiselt. Luminofoorlambi sisselülitamisel voolab vool läbi luminofoorlambi hõõgniidi, mis kuumeneb ja tekitab ultraviolettvalgust, mis stimuleerib luminofoormaterjali valgust kiirgama. Seejärel langeb temperatuur valgustoru sees ja ballasti mõlemas otsas tekib kõrgepinge, mis põhjustab tühjenemise tühjendustoru mõlemal küljel asuvate hõõgniitide vahel. Ultraviolettvalgus stimuleerib luminofoormaterjali valgust kiirgama. Luminofoorlampide võimsus on 6–70 W, efektiivsus 50–100 lm/W ja eluiga 8000–20000 XNUMX tundi. Luminofoorlampide eelised on lihtne valguse värvi reguleerimine ja madal soojuskiirgus ning neid kasutatakse üldvalgustuseks, lokaalvalgustuseks ja ümbritsevaks valgustuseks.
LED (valgusdiood) on diooditüüp, mis kiirgab valgust, kui vool sellest läbi voolab. LED-id valmistatakse P-tüüpi pooljuhi ja N-tüüpi pooljuhi ühendamisel ning pinge rakendamisel liiguvad P-tüüpi pooljuhi augud N-tüüpi pooljuhi poole ja kogunevad vahekihile. N-tüüpi pooljuhi elektronid liiguvad vastassuunas, kogunedes juhtivustsooni madalaima energiaga olekusse ja langedes seejärel juhtivustsooni tühja ruumi, vabastades energiat. See energia muundatakse valguseks. LED-e on saadaval mitmesugustes vormides, sealhulgas pirnidena, luminofoorlampidena ja lameekraanidena, ning nende eelised on madal energiatarve, kiire sisse- ja väljalülituskiirus, pikk eluiga ja selge valgus. See on ka keskkonnasõbralik valgusallikas. Siiski on need mõnevõrra kallid ja vajavad eraldi toiteallikat. Tänu hõõglampide hiljutisele keelustamisele paljudes riikides on LED-idest saanud populaarne alternatiiv hõõglampidele.
Kuna globaalne keskkond ja energiaküsimused on tänapäeval suureks sotsiaalseks mureks, muutub üha olulisemaks vajadus ökonoomse ja tõhusa valgustuse järele. Seetõttu pööravad LED-id palju tähelepanu kui kõige sobivamad valgustid ning erinevates valdkondades tehakse aktiivselt uuringuid, et parandada nende praktilisust järgmise põlvkonna valgustusena.
