С тех пор, как человечество овладело огнем, ночная темнота перестала для него быть неразрешимой проблемой. Однако и в наши дни качественное освещение заботит людей не меньше. Лампа накаливания, люминесцентный прибор, светодиодный прожектор – в ход идут все новации и изобретения, до которых сумела докопаться пытливая мысль изобретателей.
Свет всего лишь поток фотонов определенного спектра. В чем же преимущества и недостатки того или иного способа его получения? Рассмотрим основные устройства, применяющиеся для этого.
Самые распространенные на данный момент светильники. Источником фотонов в этом случае является раскаленная до белого свечения нить из тугоплавкого материала. Обычно в таком качестве используется вольфрам. Из прозрачной стеклянной колбы, в которую помещена нить, удаляется воздух. Это делается для того, чтобы избежать ее окисления (и в итоге перегорания). К тому же вакуум препятствует бесполезному отводу тепла от рабочего тела. КПД таких светильников невысок, до 15%, но это компенсируется их относительной дешевизной. Долговечность ламп оставляет желать лучшего.
Свечение в этом случае основано на эффекте нетеплового испускания частиц при поглощении средой энергии возбуждения. Такие приборы отличаются мягким, рассеянным освещением. Каждый знаком с «лампами дневного света», применяющимися очень широко. Преобразование энергии в поток фотонов в них происходит с большей эффективностью, чем при излучении нагрева. К сожалению, такие лампы перегорают достаточно быстро.
Оптический квантовый генератор преобразует электрическую энергию в свет, используя явление индуцированного излучения. За открытие этого эффекта физикам Басову, Прохорову и Таунсу присудили Нобелевскую премию.
К сожалению, лазерное излучение наименее подходит для человеческого глаза из-за своей монохромности. То есть, этот свет имеет строго определенную длину волны (цвет), а наши органы зрения привыкли к достаточно широкому диапазону. Лазерные источники в основном применяются для научных целей и медицины. В быту на их основе устраивают различные световые шоу, подсветки.
Это полупроводниковые приборы, генерирующие эмиссию частиц в оптическом (и не только) диапазоне при пропускании через p-n переход электрического тока в прямом направлении. Спектр света узок, хотя и шире, чем в случае лазера. Современные образцы могут изменять цвет излучения при изменении приложенного напряжения.
Несомненным плюсом таких источников является их высокий КПД и низкая стоимость. Поэтому для получения мощного светового потока достаточно просто набрать необходимое количество светодиодов. Долговечность их на порядок выше, чем у обычных ламп, а напряжение питания безопасно для человека. Экономичные и удобные карманные фонарики охотно используют туристы. В итоге этот тип приборов занимает все больший сегмент на рынке светильников.
Оставить комментарий