Fluorescentne svjetiljke - od procveta do zalaska sunca

Luminescentna rasvjeta u obliku u kakvom je danas imamo stara je oko 80 godina, iako je povijest nastanka tehnologije trajala približno isto, to jest, općenito, oko 160 godina je krenulo put tehnologije luminescentnih svjetiljki.

Prije nego što se fluorescentna svjetiljka pojavila u svakoj kući, prije nego što su se fluorescentne žarulje pojavile u uličnoj rasvjeti, prije nego što su se fluorescentne žarulje pojavile u uredima, inženjeri i znanstvenici prošli su dug put od pronalaska vakuumske cijevi, preko eksperimenata sa užarenim inertnim plinovima pod visokim naponom, do razvoja integralna tehnologija s pouzdanim i visokokvalitetnim fluorescentnim premazom svjetlećih cijevi i prikladnim napajačkim krugom za fluorescentne žarulje.

Iskreno, vrijedno je započeti s Michaelom Vasilijevičem Lomonosovim, koji je u 18. stoljeću primijetio sjaj staklene kugle napunjene vodikom pod utjecajem električne struje. Lomonosov nije sebi postavio zadatak stvaranja izvora električne svjetlosti, pa je izum fluorescentne svjetiljke kao takav još uvijek daleko.

Prva svjetiljka za pražnjenje plina (u obliku pokusne postave) bit će puštena u 1856., a bit će to Geislerova cijev. Njemački puhač stakla Heinrich Geisler odlikovao se svojim inventivnim talentom, a zahvaljujući vakuumskoj pumpi vlastitog dizajna, Geisler je ispustio zrak iz staklene tikvice.

Pomoću visokonaponske zavojnice, Geisler je uspio pobuditi zelenkast sjaj u evakuiranoj tikvici. Ispunjena plinom, žarulja je promijenila nijansu sjaja pod djelovanjem struja visokog napona. Ovaj je izum dobio ime po znanstveniku - Geislerova cijev.

Fenomen elektroluminiscencije različitih tvari kasnije će primijetiti Alexander Edmon Becquerel. Eksperimentirajući 1859. s Geislerovim cijevima, bio je prvi koji je predložio da unutarnju površinu epruveta prekriju luminiscentnim tvarima.

Zahvaljujući velikom preliminarnom iskustvu istraživanja u području sunčeve i umjetne svjetlosti, Becquerel će odrediti smjer u kojem će tehnologija luminescentne rasvjete ići dalje.

Becquerelovo zanimanje bilo je čisto znanstveno i on nije namjeravao stvarati izvore svjetlosti, pa je u fazi eksperimenata dobiven ne baš sjajan sjaj, a eksperimentalni eksperimenti nisu nastavili. Iako je ideja o korištenju fosfora postala važan tehnološki korak.

U svibnju 1891. američki znanstvenik, Srbin po podrijetlu, Nikola Tesla, održat će živopisnu demonstraciju na Sveučilištu Columbia s Geislerovim cijevima, gdje će pokazati sjaj vakuumskih cijevi u električnom polju visokofrekventne zavojnice.

Tesla će primijetiti ovisnost karaktera sjaja o unutarnjem omotaču cijevi, na primjer, itrij je dao svijetlu bijelu svjetlost, čiji je intenzitet dovoljan za čitanje, kao unutarnji fosforescentni premaz cijevi. Tesla je koristio visokonaponsko elektrostatičko polje i cijev je bez elektroda mogao smjestiti bilo gdje u sobi, a žario je samo zahvaljujući indukciji.

Kasnije, naime 23. lipnja 1891., Tesla će dobiti patent za sustav umjetnog osvjetljenja s argonskim žaruljama koje napajaju struja visokog napona i visoke frekvencije (patent br. 454622). Usput, Argon se i danas koristi u fluorescentnim svjetiljkama.

1894. američki inženjer elektrotehnike i izumitelj Daniel MacFarlan Moore izumio je fluorescentnu svjetiljku koja koristi inertne plinove, ugljični dioksid - za bijelu svjetlost, a dušik za svjetlo ružičastu.Svjetiljka je bila karakteristična po svom složenom dizajnu, a tek nakon 1904. godine, nakon poboljšanja, svjetiljka Moore počela se koristiti u uredskim prostorijama i trgovinama za umjetnu rasvjetu.

Thomas Edison je također pokušao praktički razviti primjenu Geislerove cijevi, a 1896. razvio je premaz kalcijevog volframa za rendgenske cijevi, da bi kasnije, 1907., izum patentirao kao fluorescentna svjetiljka.

Međutim, takva svjetiljka nije bila prikladna za osvjetljenje, što je rezultiralo time da je Edison stao promovirati svoje žarulje sa žarnom niti, čime je već postigao određeni komercijalni uspjeh. Iako je Edison sam 1893. godine nastupio na izložbi u Chicagu, gdje je pokazao luminescentni sjaj (vjerojatno želeći ići u korak s Teslom i Mooreom).

Već 1901. američki inženjer elektrotehnike i izumitelj Peter Cooper Hewitt demonstrirao je prvu živastu svjetiljku. Pare žive davale su meko plavo-zeleno svjetlo, a učinkovitost je premašila Edisonovu žarulju. Međutim, plavo-zeleno svjetlo nije bilo prikladno za široko uvođenje Hewittovih svjetiljki za umjetnu rasvjetu. Iako su, kasnije, bile svjetiljke sustava Hewitt koje će biti posvuda na lampionicama (od 1930.).

1926. njemački izumitelj Edmund Germer, zajedno s kolegama, tražeći učinkovit umjetni izvor ultraljubičastoga zračenja, otkrio je da povećanjem tlaka u tikvici prekrivenoj fluorescentnim prahom možete dobiti čak i bijelu svjetlost, puno svjetliju i samim tim pogodniju za umjetno osvjetljenje nego što je dano žarulje sa žarnom niti.

Edmunda Germera kasnije će s pravom nazvati ocem modernih fluorescentnih svjetiljki, jer su upravo Hermerove svjetiljke po svom rasporedu bliže današnjim fluorescentnim svjetiljkama.

1934. General Electric otkupit će Hermerov patent, a istraživački tim pod vodstvom Georgea Inmana i Richarda Thayera počet će naporno raditi na usavršavanju Germerovog izuma. Učinkovitost fluorescentnih svjetiljki u usporedbi s žaruljama sa žarnom niti zadivit će sve.

Izvješća o 35 lumena po vatu, postignuta laboratorijom General Electric do kolovoza 1934., svijet će umjetne rasvjete okrenuti naopačke, a proizvodnja svjetiljki započet će u Sjedinjenim Državama u prosincu 1934. Do 1938. godine, 48-inčne 40-vatne cijevne fluorescentne svjetiljke mogle su se vidjeti u svakom uredu.

Danas se fluorescentna rasvjeta ne žuri odustati od svojih položaja, iako prisutnost žive u tikvicama ne igra u korist fluorescentne svjetiljke.

Pete već zakorače super učinkoviti LEDkoje ne sadrže živu, dok jačina svjetlosti doseže 150 lumena po vatu, što je 1,5 puta više od prosjeka za fluorescentne svjetiljke, pa je zalazak sunca fluorescentne rasvjete možda blizu.