Кто изобрел первую электрическую лампочку: история, которая изменила мир
О проблеме искусственного освещения люди задумывались с начала времен. Свет подсознательно ассоциируется с безопасностью, спокойствием и комфортом. Неудивительно, что человечество достигло такого прогресса в создании осветительных приборов. С чего все начиналось, когда были созданы первые электрические лампочки – читайте в статье.
Чтобы сделать освещение более равномерным и замедлить процесс горения, был изобретен фитиль – специальная нить из растительных волокон, которая помещалась в чашу с горючим веществом.
Важно знать! Лампады или так называемые масляные лампы были изобретены еще в античной Греции за несколько тысячелетий до нашей эры.
До появления первой лампочки в мире широко использовали свечи: они стали практичным аналогом лампад, поскольку были более экономны и менее пожароопасны. Поначалу для них использовали густой животный жир, после заменили его пчелиным воском.
К концу XVIII века благодаря достижениям химии получило распространение газовое освещение. В качестве ресурса использовались горючие газы, помещенные в специальные стеклянные емкости для безопасности.
В конце XIX века широкое распространение получили керосиновые лампы – устройства из стекла и горелки, наполненные горючим. Их до сих пор иногда используют из практических или эстетических соображений.
ЦВЕТНОЙ МИР ПРОЗРАЧНЫХ ВЕЩЕЙ | Наука и жизнь
Александр Лодыгин или кто все-таки изобрел лампу накаливания
Рассматривая вопрос, кто изобрел электрическую лампочку, нельзя не упомянуть русского ученого Александра Лодыгина. В 1874 году он получил право на изготовление лампочки с угольными электродами. Именно он предложил использовать в качестве спирали вольфрам и молибден. Эти металлы хорошо противостояли температурному воздействию, что существенно увеличивало срок эксплуатации прибора.
Кроме этого, изобретатель лампы предложил удалять воздух из колбы, чтобы замедлить процесс окисления спирали. Подобные осветительные элементы получили широкое распространение и активно использовались для освещения зданий и улиц в России. Первые лампочки, продаваемые в Америке, были изготовлены по патенту Лодыгина.
Двойное лучепреломление
Оптические среды, физические свойства которых, в том числе и скорость распространения света, во всех направлениях одинаковы, называются изотропными. В анизотропных средах, физические свойства которых зависят от направления, преломление света происходит значительно сложнее. Все кристаллические вещества анизотропные.
В прозрачных кристаллах преломленный луч пространственно разделяется на два луча. Это явление называется двойным лучепреломлением. Впервые двойное лучепреломление было обнаружено датским ученым Э. Бартолином на кристаллах исландского шпата CaCO3.
Оптической осью кристалла называется направление ав, по которому луч света распространяется, не испытывая двойного лучепреломления. Главной плоскостью кристалла называется плоскость, проходящая через направление света и оптическую ось.
Вышедшие из кристалла обыкновенный (о является продолжением первичного) и необыкновенный (е отклоняется) лучи плоско поляризованы.
Кто изобрел первую электрическую лампочку: история, которая изменила мир
ЦВЕТНОЙ МИР ПРОЗРАЧНЫХ ВЕЩЕЙ
Нас окружает разноцветный мир. Прозрачные пластмассы и многие стекла на самом деле переливаются всеми цветами радуги. Эта игра красок невооруженному глазу недоступна: она возникает в поляризованном свете. Однако увидеть ее позволит несложное самодельное приспособление — полярископ.
В поляризованном свете окружающий нас мир выглядит совершенно по другому. Чертежная линейка из прозрачной пластмассы оказывается разрисаванной фантастическими цветными полосами.
Его цвета меняются на дополнительные, если один из поляроидов развернуть на 90o. Эти любопытные картины можно наблюдать в самодельный полярископ.
Луч света в кристалле исландского шпата расщепляется на два — обыкновенный и необыкновенный (он преломляется даже при перпендикулярном падении на грань кристалла!). Свет в обоих лучах поляризован во взаимно перпендикулярный плоскостях.
Распространенный поляризатор — призма Николя — склеен из двух кусков исландского шпата так, что необыкновенный луч отражается от склейки и уходит.
Поляризационные приспособления с «черными» зеркалами. Стойку с анализатором можно поворачивать вокруг вертикальной оси относительно поляризатора.
Поляризатор со стеклянной стопой. Трубку квадратного или прямоугольного сечения делают из плотного картона и покрывают изнутри черной краской.
Свет, излученный Солнцем или обыкновенной электрической лампой, состоит из электромагнитных волн, совершающих колебания во всех возможных направлениях вокруг светового луча. Из этих неупорядоченных колебаний можно «вырезать» волну с одним-единственным направлением колебаний в одной плоскости. Такой свет называется плоскополяризованным.
Поляризация происходит при прохождении света сквозь некоторые кристаллы (турмалин, исландский шпат) и тонкие пленки из синтетических материалов. Свет, прошедший через такой поляризатор, на взгляд ничем не отличается от обычного. Но если на пути поляризованного луча поместить второй кристалл или кусок пленки — анализатор, — станут видны его особые свойства.
В научных лабораториях в качестве поляризационных приспособлений обычно используют призмы, склеенные из стекла и исландского шпата. Такую призму называют николем, ее предложил в 1820 году английский физик Уильям Николь. Реже применяются поляризаторы из синтетической пленки. Но самому можно изготовить гораздо более простое устройство.
Посмотрим, под каким углом должен падать луч на поверхность стекла, чтобы полностью поляризоваться при отражении. Коэффициент преломления стекла n = 1,5 — 1,7. Легко подсчитать, что если tgφ=1,6, то угол поляризации φ=57 о . Для воды (n = 1,3) φ = 53 o . Этот угол отсчитывается от перпендикуляра к поверхности.
Первые поляризационные приспособления использовали именно свойства отраженного света. Их простота позволяет самим сделать поляризаторы двух типов, работающие не хуже лабораторных.
Для изготовления первой модели понадобятся два небольших прямоугольных листа стекла. Их покрывают с одной стороны ровным слоем черной краски и закрепляют так, чтобы свет на них падал под углом поляризации.
Поляризация электромагнитных волн
Что такое поляризация света
Термин поляризации дает оценку поперечных волн. Представляет состояние вектора колеблющейся величины в плоскости, поперечной направленности распространения волны.
Поляризация прослеживается лишь на поперечных волнах.
Если тенденции колебаний светового вектора упорядочены, то освещение именуется поляризованным.
Колебания одинаковой частоты электромагнитных излучений могут иметь поляризирование:
- Линейную. Она перпендикулярно направлена распространению волны.
- Круговую. В связи с тенденцией верчения вектора индукции, поляризация правая либо левая.
- Эллиптическую. Возникает в промежутке с круговой и линейной поляризациями.
