Λαμπτήρες φθορισμού - από την ακμή μέχρι το ηλιοβασίλεμα

Φωτιστικό φωτισμό με τη μορφή στην οποία το έχουμε σήμερα είναι περίπου 80 ετών, αν και η ιστορία της διαμόρφωσης της τεχνολογίας διήρκεσε περίπου το ίδιο, δηλαδή, γενικά, περίπου 160 χρόνια έχουν πάρει την πορεία της τεχνολογίας των λαμπτήρων φθορισμού.

Πριν εμφανιστεί ένας λαμπτήρας φθορισμού σε όλα τα σπίτια πριν εμφανιστούν οι λαμπτήρες φθορισμού στον φωτισμό του δρόμου, πριν εμφανιστούν οι λαμπτήρες φθορισμού στα γραφεία, οι μηχανικοί και οι επιστήμονες απέφυγαν πολύ από το να εφεύρουν ένα σωλήνα κενού, μέσω πειραμάτων με λαμπερά αδρανή αέρια υπό υψηλή τάση, ενσωματωμένη τεχνολογία με αξιόπιστη και υψηλής ποιότητας φθορίζουσα επικάλυψη φωτιστικών σωλήνων και κατάλληλο κύκλωμα τροφοδοσίας για λαμπτήρες φθορισμού.

Για λόγους δικαιοσύνης, αξίζει να αρχίσουμε με τον Μιχαήλ Βασιλείεβιτς Λομόνοφ, ο οποίος τον 18ο αιώνα παρατηρούσε τη λάμψη μιας γυάλινης σφαίρας γεμάτης με υδρογόνο υπό την επίδραση ενός ηλεκτρικού ρεύματος. Ο Lomonosov δεν έθεσε το καθήκον να δημιουργήσει μια πηγή ηλεκτρικού φωτός, οπότε η εφεύρεση ενός λαμπτήρα φθορισμού ήταν πολύ μακριά.

Ο πρώτος λαμπτήρας εκκένωσης αερίων (με τη μορφή πειραματικής εγκατάστασης) θα κυκλοφορήσει το 1856 και θα είναι ένας σωλήνας Geisler. Ο γερμανός γυμνός Heinrich Geisler διακρίθηκε από το εφευρετικό του ταλέντο και χάρη σε μια αντλία κενού της δικής του σχεδίασης, ο Geisler αντλούσε αέρα από γυάλινη φιάλη.

Χρησιμοποιώντας ένα πηνίο υψηλής τάσης, ο Geisler κατόρθωσε να διεγείρει μια πρασινωπή λάμψη σε μια εκκενωμένη φιάλη. Γεμάτο με αέριο, ο λαμπτήρας άλλαξε την απόχρωση της λάμψης κάτω από τη δράση ρεύματος υψηλής τάσης. Αυτή η εφεύρεση πήρε το όνομά της από τον επιστήμονα - τον σωλήνα Geisler.

Το φαινόμενο της ηλεκτροφωταύγειας διαφόρων ουσιών θα σημειωθεί αργότερα από τον Alexander Edmon Becquerel. Πειράγοντας το 1859 με τους σωλήνες Geisler, ήταν ο πρώτος που πρότεινε να καλύψει την εσωτερική επιφάνεια των σωλήνων με φωτεινές ουσίες.

Χάρη στην εκτεταμένη προκαταρκτική εμπειρία της έρευνας στον τομέα του ηλιακού φωτός και του τεχνητού φωτός, η Becquerel θα καθορίσει την κατεύθυνση με την οποία η τεχνολογία του φωτιστικού φωτισμού θα προχωρήσει περισσότερο.

Το ενδιαφέρον του Becquerel ήταν καθαρά επιστημονικό και δεν επρόκειτο να δημιουργήσει πηγές φωτός, επομένως, στο στάδιο των πειραμάτων, δεν αποκτήθηκε μια πολύ λαμπερή λάμψη και τα πειράματα δεν συνεχιζόταν από τον επιστήμονα. Αν και η ιδέα της χρήσης φωσφόρου έχει γίνει ένα σημαντικό τεχνολογικό βήμα.

Τον Μάιο του 1891, ένας Αμερικανός επιστήμονας, ένας Σέρβος κατά την κατάβαση, Νικόλα Τέσλα, θα πραγματοποιήσει μια ζωντανή επίδειξη στο Πανεπιστήμιο Columbia με σωλήνες Geisler, όπου θα δείξει τη λάμψη των σωλήνων κενού στο ηλεκτρικό πεδίο ενός πηνίου υψηλής συχνότητας.

Ο Tesla θα σημειώσει την εξάρτηση του χαρακτήρα της λάμψης στην εσωτερική επικάλυψη των σωλήνων, για παράδειγμα, το ύττριο έδωσε ένα λαμπρό λευκό φως, η ένταση του οποίου ήταν αρκετή για ανάγνωση, όπως η εσωτερική φωσφορίζουσα επικάλυψη των σωλήνων. Ο Tesla χρησιμοποίησε ηλεκτροστατικό πεδίο υψηλής τάσης και μπορούσε να τοποθετήσει τον σωλήνα χωρίς ηλεκτρόδια οπουδήποτε στο δωμάτιο και λάμπει μόνο χάρη στην επαγωγή.

Αργότερα, δηλαδή στις 23 Ιουνίου 1891, η Tesla θα λάβει δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για ένα σύστημα τεχνητού φωτισμού με λαμπτήρες εκκένωσης αργού που τροφοδοτούνται από ρεύματα υψηλής τάσης και υψηλής συχνότητας (ευρεσιτεχνία 454622). Αργό, παρεμπιπτόντως, εξακολουθεί να χρησιμοποιείται σε λαμπτήρες φθορισμού μέχρι σήμερα.

Το 1894, ο Αμερικανός ηλεκτρολόγος μηχανικός και ο εφευρέτης Daniel MacFarlan Moore εφευρέθηκε μια λάμπα φθορισμού που χρησιμοποίησε αδρανή αέρια, διοξείδιο του άνθρακα - για το λευκό φως και άζωτο για ανοιχτό ροζ φως.Ο λαμπτήρας ήταν αξιοσημείωτος για την πολύπλοκη σχεδίασή του και δεν ήταν μέχρι το 1904, μετά από βελτιώσεις, ότι η λάμπα Moore άρχισε να χρησιμοποιείται σε χώρους γραφείων και καταστήματα για τεχνητό φωτισμό.

Ο Thomas Edison έκανε επίσης μια προσπάθεια να αναπτύξει πρακτικά την εφαρμογή του σωλήνα Geisler και το 1896 ανέπτυξε μια επικάλυψη βολφραμίου ασβεστίου για τους σωλήνες ακτίνων Χ, αργότερα, το 1907, η εφεύρεση θα κατοχυρωθεί με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας ως λαμπτήρας φθορισμού.

Ωστόσο, ένας τέτοιος λαμπτήρας δεν ήταν κατάλληλος για φωτισμό, με αποτέλεσμα ο Edison να σταματήσει να προωθεί τους λαμπτήρες πυρακτώσεως, με τους οποίους έχει ήδη επιτύχει κάποια εμπορική επιτυχία. Παρόλο που, το 1893, ο ίδιος ο Edison ερμήνευσε σε μια έκθεση στο Σικάγο, όπου έδειξε φωτεινή λάμψη (πιθανόν να θέλει να συμβαδίσει με τον Tesla και τον Moore).

Ήδη το 1901, ο αμερικανικός ηλεκτρολόγος μηχανικός και ο εφευρέτης Peter Cooper Hewitt παρουσίασαν την πρώτη λάμπα υδραργύρου. Οι ατμοί υδραργύρου έδωσαν ένα απαλό μπλε-πράσινο φως και η απόδοση υπερέβη τη λάμπα του Edison. Ωστόσο, το μπλε-πράσινο φως δεν ήταν κατάλληλο για την ευρεία εισαγωγή των λαμπτήρων Hewitt για τεχνητό φωτισμό. Παρόλο που, αργότερα, οι λαμπτήρες του συστήματος Hewitt θα ήταν παντού στους φανούς (από το 1930).

Το 1926, ο Γερμανός εφευρέτης Edmund Germer, μαζί με τους συναδέλφους του, αναζητώντας μια αποτελεσματική τεχνητή πηγή υπεριώδους ακτινοβολίας, διαπίστωσε ότι με την αύξηση της πίεσης μέσα στη φιάλη που καλύπτεται με φθορίζουσα σκόνη, μπορείτε να πάρετε ακόμη λευκό φως, πολύ φωτεινότερο και επομένως πιο κατάλληλο για τεχνητό φωτισμό από αυτό που δόθηκε λαμπτήρες πυρακτώσεως.

Ο Edmund Germer θα κληθεί αργότερα ο πατέρας των σύγχρονων λαμπτήρων φθορισμού, επειδή οι λαμπτήρες του Hermer είναι πιο κοντά στους σημερινούς λαμπτήρες φθορισμού στη διάταξη τους.

Το 1934, η General Electric θα αγοράσει το δίπλωμα ευρεσιτεχνίας του Hermer και μια ερευνητική ομάδα με επικεφαλής τον George Inman και Richard Thayer θα αρχίσει να εργάζεται σκληρά για να τελειοποιήσει την εφεύρεση του Germer. Η αποτελεσματικότητα των λαμπτήρων φθορισμού σε σύγκριση με τους λαμπτήρες πυρακτώσεως θα εκπλήξει όλους.

Οι αναφορές των 35 lumens ανά watt που επιτεύχθηκε από το εργαστήριο της General Electric μέχρι τον Αύγουστο του 1934 θα μετατρέψουν τον κόσμο του τεχνητού φωτισμού ανάποδα και η παραγωγή λαμπτήρων θα ξεκινήσει στις Ηνωμένες Πολιτείες τον Δεκέμβριο του 1934. Μέχρι το 1938, 48-ιντσών σωληνωτοί λαμπτήρες φθορισμού 40-watt μπορούσαν να φανούν σε κάθε γραφείο.

Σήμερα, ο φθορίζων φωτισμός δεν βιάζεται να παραιτηθεί από τις θέσεις τους, αν και η παρουσία υδραργύρου στις φιάλες δεν παίζει υπέρ των λαμπτήρων φθορισμού.

Τα τακούνια είναι ήδη ενισχυμένα εξαιρετικά αποδοτικά LEDπου δεν περιέχουν υδράργυρο, ενώ η έξοδος φωτός φτάνει τα 150 lumens ανά watt, δηλαδή 1,5 φορές υψηλότερη από τη μέση τιμή για τους λαμπτήρες φθορισμού, οπότε το ηλιοβασίλεμα του φθορισμού είναι ίσως κοντά.