science >> Wetenschap >  >> Chemie

Welke elementen zijn in gloeilampen?

Mensen wijzen de uitvinding van de gloeilamp vaak toe aan de beroemde Amerikaanse uitvinder Thomas Edison in 1880, maar zo'n 40 jaar daarvoor creëerden Britse uitvinders een booglamp. In de loop der jaren hebben de wetenschappelijke ontwikkelingen nieuwe elementen vervangen door de koolstofstaven die worden gebruikt in de booglamp en de koolstoffilament in de gepatenteerde gloeilamp van Edison. Vergeleken met nieuwe soorten gloeilampen waren deze vroege iteraties onhandig, inefficiënt en van korte duur. De komst en verspreiding van deze uitvinding leidde echter tot een nieuwe industrie, verhoogde de duur van werkdagen en was een belangrijke opstap naar de verspreiding van elektriciteit over de hele wereld.

TL; DR (Te lang; t Lezen)

Gloeilampen zijn begonnen met elementen van koolstof, maar in de loop der jaren hebben uitvinders nieuwe elementen toegevoegd, zoals wolfraam, kwik, chloor en europium, aan hun toolkits.

Gloeilampen, een vroege doorbraak

Gloeilampen creëren licht door een elektrische stroom door een fijne gloeidraad van metaal te laten lopen. Deze gloeidraad warmt op totdat deze licht geeft. De eerste gloeilampen van dit type hadden koolstoffilamenten, hoewel uiteindelijk het wolfraam dit verving. Wolfraam is een buigzamer element dan koolstof en kan worden verwarmd tot 4500 graden Fahrenheit. Deze ontwikkeling ontstond in 1908 als een product van innovaties van General Electric. Vanaf 1913 werden filamenten in bollen opgerold en inactieve gassen zoals argon en stikstof vulden de glasbollen. In 1925 begonnen de producenten fluorwaterstofzuur te gebruiken om een ​​vorstachtig effect aan de bollen toe te voegen, waardoor het licht over een groter gebied kon worden verspreid. Gloeilampen zijn in de loop der jaren verbeterd, maar worden nog steeds grotendeels als inefficiënt beschouwd, omdat veel van de energie-input verloren gaat aan warmte.

Halogeenlampen zijn variaties op gloeilampen. Hun bollen zijn gemaakt van kwarts en ze kunnen inerte gassen bevatten zoals fluor, chloor, broom en jodium, halogeenelementen genoemd.

Fluorescentielampen, langzaam aan de slag

Vind ik leuk gloeilampen, de basis van wat uiteindelijk fluorescerend licht zou worden, begon in de 19e eeuw. Twee Duitsers - glasblazer Heinrich Geissler en arts Julius Plucker - creëerden licht door een elektrische stroom door een glazen buis te laten lopen, geplaatst tussen twee elektroden waarvan de meeste lucht was verwijderd. Hoewel Edison en collega Nikola Tesla met deze technologie hebben geëxperimenteerd, duurde het tot het begin van de 20e eeuw dat Peter Cooper Hewitt de technologie innoveerde door de glazen buis te vullen met kwikdamp en een apparaat met de naam ballast te bevestigen om de stroom van de stroom door de buis. Recente ontwikkelingen zorgden ervoor dat uitvinders argongas aan de bollen toevoegden en hun interieurs in fosforen bedekten. Wanneer een elektrische stroom door het gas loopt, geeft het ultraviolette straling vrij, die de fosforen absorberen en afgeven als zichtbaar licht. Deze lampen gaan langer mee en zijn energiezuiniger dan gloeilampen.

Lichten van het heden en de toekomst

Metaalhalide lampen zijn relatief nieuwe uitvindingen. Ze produceren een helder licht en zijn redelijk energiezuinig. Ze worden vaak gebruikt bij het verlichten van buitensportwedstrijden of -constructies. Hun omsluitende lamp bevat een boogbuis, vaak gemaakt van kwarts of keramiek. Deze buizen bevatten een startgas, kwik of jodium en een metaalhalogenidezout. Argon is een veelgebruikt startgas.

Lichtgevende dioden of LED's, creëren zichtbaar licht door een proces dat elektroluminescentie wordt genoemd. Veel op gallium gebaseerde verbindingen worden gebruikt in LED's en ze maken ook gebruik van zeldzame aardmetalen zoals cerium, europium en terbium. LED's zijn efficiënt en kosteneffectief en hebben gebruik in een verscheidenheid aan elektronica gevonden, omdat mensen proberen hun impact op de omgeving van de aarde te verminderen.