چه کسی لامپ را اختراع کرد؟

image 56

چه کسی لامپ را اختراع کرد؟گرچه معمولاً اختراع لامپ را به توماس ادیسون نسبت می دهند ، اما مخترع مشهور آمریکایی تنها کسی نبود که به توسعه این فناوری انقلابی کمک کرد. بسیاری از چهره های برجسته دیگر را نیز بخاطر کار با باتری های الکتریکی ، لامپ ها و ایجاد اولین لامپ های رشته ای به یاد می آورند.

تحقیقات و تحولات اولیه

داستان لامپ مدتها قبل از ثبت اختراع اولین لامپ تجاری موفق در سال 1879 توسط ادیسون آغاز می شود. در سال 1800 ، آلاساندرو ولتا ، مخترع ایتالیایی ، اولین روش عملی تولید برق ، شمع ولتایی را توسعه داد.طرح او شامل   دیسک های ساخته شده از فلز “روی “و “مس ” با لایه های مقوایی آغشته به آب نمک بود. این شمع وقتی سیم مسی در دو انتهای آن متصل می شود ، برق را هدایت می کند. سیم مسی درخشان ولتا در حالی که در واقع نمونه اولیه  باتری مدرن است ،  همچنین یکی از اولین نمودهای روشنایی رشته ای نیز به حساب می آید.

چندی نگذشته بود که ولتا کشف منبع برق مداوم خود را به انجمن سلطنتی لندن ارائه داد ، هامفری دیوی ، شیمی دان و مخترع انگلیسی ، با اتصال شمع های ولتایی به الکترودهای ذغالی ، اولین لامپ الکتریکی جهان را تولید کرد. اختراع دیوی در سال 1802 به عنوان یک لامپ قوس الکتریکی شناخته می شد که به دلیل قوس درخشان نور ساطع شده بین دو میله کربن خود نامگذاری شده است.

image 54

در حالی که چراغ قوسی دیوی مطمئناً در شمعهای مستقل ولتا پیشرفت داشته است ، اما هنوز منبع روشنایی چندان کاربردی نبود. این لامپ ابتدایی به سرعت سوخته و برای استفاده در خانه یا فضای کار بسیار روشن بود. اما اصول پشت چراغ قوسی دیوی در طول دهه 1800 در تولید بسیاری دیگر از لامپها مورد استفاده قرار گرفت.

در سال 1840 ، دانشمند انگلیسی وارن د لا رو  یک لامپ با طراحی کارآمد با استفاده از یک رشته پلاتین به جای مس تولید کرد ، اما هزینه بالای پلاتین باعث شد لامپ به موفقیت تجاری نرسد. در سال 1848 ، ویلیام استایت انگلیسی با ایجاد مکانیزم ساعت سازی که حرکت میله های کربن را که سریعاً فرسایش می یابد تنظیم می کند ، طول عمر لامپ های قوس معمولی را بهبود می بخشد. اما هزینه باتری های مورد استفاده برای تأمین انرژی لامپ های استایت ، باعث می شود که سرمایه گذاری تجاری برای این مخترع ،پیدا  نشود.

جوزف سوان در مقابل توماس ادیسون

در سال 1850 ، جوزف سوان ، شیمی دان انگلیسی با مشکل مقرون به صرفه بودن مخترعین قبلی روبرو شد و تا سال 1860 یک لامپ ایجاد کرد که از رشته های کاغذی گازدار به جای موارد ساخته شده از پلاتین استفاده می کرد. سوان در سال 1878 در انگلستان حق ثبت اختراع دریافت کرد و طبق گفته موسسه اسمیتسونیان در فوریه 1879 در یک سخنرانی در نیوکاسل انگلیس چراغ خود را به نمایش گذاشت. رشته های سوان همانند نمونه های قبلی از لامپ ، در لوله خلا قرار گرفتند تا در معرض اکسیژن قرار نگیرند و طول عمر آنها افزایش یابد. متأسفانه برای سوان ، پمپ های خلا موجود در زمان او مانند گذشته کارآمد نبودند و گرچه نمونه اولیه او برای نمایش خوب کار می کرد ، اما استفاده واقعی آن غیر عملی بود.

ادیسون فهمید که مشکل طراحی سوان رشته است. یک رشته نازک با مقاومت الکتریکی بالا ساخت یک لامپ را عملی می کند .زیرا برای درخشش آن فقط به جریان کمی نیاز دارد. او لامپ خود را در دسامبر 1879 به نمایش گذاشت. سوان این بهبود را در لامپهای خود قرار داد و یک شرکت روشنایی الکتریکی را در انگلستان تأسیس کرد. ادیسون برای نقض حق ثبت اختراع شکایت کرد ، اما حق ثبت اختراع سوان حداقل در انگلستان ادعای محکمی بود و سرانجام این دو مخترع با هم متحد شدند و شرکت مشترک برای تولید لامپ را تشکیل دادند که به یکی از بزرگترین تولید کنندگان لامپ در جهان تبدیل شد.

سوان تنها رقیبی نبود که ادیسون با آن روبرو شد. در سال 1874 ، هنری وودوارد و متیو ایوانز ، مخترع کانادایی حق ثبت اختراع یک لامپ الکتریکی با میله های کربن با اندازه های مختلف را که بین الکترودها در یک استوانه شیشه ای پر از نیتروژن نگهداری شده بود ، ثبت کردند. این زوج بدون موفقیت تلاش کردند تا لامپهای خود را تجاری کنند اما سرانجام حق ثبت اختراع خود را در سال 1879 به ادیسون فروختند.

موفقیت لامپ ادیسون با تاسیس شرکت Edison Electric Illuminating نیویورک در سال 1880 دنبال شد. این شرکت با کمک مالی J.P. Morgan و دیگر سرمایه گذاران ثروتمند آن زمان آغاز به کار کرد. این شرکت اولین ایستگاه های تولید برق را تولید می کند که سیستم برق و لامپهای تازه ثبت شده را تأمین می کند. اولین ایستگاه تولید در سپتامبر 1882 در خیابان پرل در منهتن جنوبی افتتاح شد.

به گفته وزارت انرژی ایالات متحده (DOE) ، مخترعان دیگری مانند ویلیام سویر و آلبون نیز شرکت خود را با ادیسون ادغام کردند و جنرال الکتریک را تشکیل دادند.

اولین لامپ رشته ای عملی

به گفته DOE ، جایی که ادیسون موفق شد و از رقبای خود پیشی گرفت ، تولید یک لامپ عملی و ارزان بود. ادیسون و تیم محققان وی در آزمایشگاه ادیسون در منلو پارک ، نیویورک ، بیش از 3000 طرح لامپ را بین سالهای 1878 و 1880 آزمایش کردند. در نوامبر 1879 ، ادیسون حق ثبت یک لامپ الکتریکی با یک رشته کربن را ثبت کرد. دراین حق ثبت اختراع چندین ماده را که ممکن است برای رشته استفاده شود، ذکر کرده است ، از جمله پنبه ، پارچه و چوب. ادیسون سال بعدی را با یافتن رشته کاملی برای لامپ جدید خود گذراند و بیش از 6000 گیاه را آزمایش کرد تا مشخص شود کدام ماده بیشترین زمان برای سوختن  را دارد.

چندین ماه پس از اعطای حق ثبت اختراع 1879 ، ادیسون و تیم وی کشف کردند که یک رشته بامبو کربن دار می تواند برای بیش از 1200 ساعت بسوزانند. از بامبو برای رشته های لامپ های ادیسون استفاده می شد تا اینکه در دهه 1880 و اوایل دهه 1900 جایگزین آن با مواد با دوام بیشتری شروع شد.

در سال 1882 ، لوئیس هوارد لاتیمر ، یکی از محققان ادیسون ، روش کارآمدتری برای تولید رشته های کربن ثبت اختراع کرد. و در سال 1903 ، ویلیس آر ویتنی  راه حلی برای این رشته ها اختراع کرد که به آنها اجازه می داد بدون اینکه داخل لامپ های شیشه ای خود را تیره کنند ، روشن بسوزند.

image 55

رشته های تنگستن

ویلیام دیوید کولیج ، فیزیکدان آمریکایی با جنرال الکتریک ، روش ساخت این رشته های تنگستن را در سال 1910 بهبود بخشید. تنگستن ، که دارای بالاترین نقطه ذوب از بین عناصر شیمیایی است ، توسط ادیسون شناخته شده است که ماده عالی برای رشته های لامپ است ، اما ماشین آلات مورد نیاز برای تولید سیم تنگستن بسیار ظریف در اواخر قرن 19 موجود نبود. تنگستن امروزه هنوز ماده اولیه مورد استفاده در رشته های لامپ رشته ای است.

لامپ های ال ای دی

دیودهای ساطع کننده نور (LED) در حال حاضر به دلیل نیاز کمتری به انرژی برای اجرا ، پایین تر قیمت و عمر بیشتری نسبت به لامپ های رشته ای سنتی دارند ، به همین جهت این نوع لامپها  آینده روشنایی در نظر گرفته می شوند.

نیک هولونیاک ، دانشمند آمریکایی در شرکت جنرال الکتریک ، به طور تصادفی چراغ LED قرمز را در ابتدای دهه 1960 در هنگام ایجاد لیزر اختراع کرد. همانند سایر مخترعان ، این اصل که برخی از نیمه هادی ها هنگام استفاده از جریان برق می درخشند ، از اوایل دهه 1900 شناخته شده بود ، اما هولونیاک اولین کسی بود که آن را برای استفاده به عنوان یک وسیله نور ثبت کرد.

طی چند سال ، LED های زرد و سبز به مخلوط اضافه شدند و طبق برنامه DOE در چندین بخش از جمله چراغ های نشانگر ، نمایشگرهای ماشین حساب و چراغ های راهنمایی استفاده شدند.ال ای دی  آبی در اوایل دهه 1990 توسط ایسامو آکاساکی ، هیروشی آمانو و شوجی ناکامورا ، گروهی از دانشمندان ژاپنی و آمریکایی ایجاد شد و برای آنها جایزه نوبل فیزیک 2014 را به ارمغان آورد این نوع از  LEDبه دانشمندان اجازه می دهد تا با پوشاندن دیودها با فسفر ، لامپ های LED سفید را ایجاد کنند.

امروزه انتخاب روشنایی گسترش یافته است و افراد می توانند انواع مختلف لامپ را انتخاب کنند ، از جمله لامپهای کم فشار فلورسنت (CFL) لامپ های گازی که لامپهای ماوراlet بنفش و لامپ های LED در رنگهای مختلف.

چندین شرکت روشنایی امروزه به تولیدلامپهای مدرن ، متنوع و گاه شگفت انگیز می پردازند.. فیلیپس یکی از چندین شرکتی است که لامپ های بی سیم ایجاد کرده است که می تواند از طریق برنامه تلفن های هوشمند کنترل شود.این شرکت از فناوری LED استفاده می کند که می تواند به سرعت با یک ضربه روی صفحه تلفن هوشمند روشن یا خاموش یا کم نور شود و همچنین می تواند برنامه ریزی شود. لامپ های سطح بالاتر Hue حتی می توانند روی طیف وسیعی از رنگها تنظیم شوند  و با موسیقی ، فیلم و بازی های ویدیویی همگام سازی شوند.

image 56

همچنین شرکت استاک که توسط مهندسان تسلا و ناسا بنیانگذاری  شده است ، یک لامپ هوشمند با استفاده از فناوری LED با عملکردهای گسترده تولید کرد. این لامپ می تواند به طور خودکار نور محیط را حس کند و در صورت لزوم تنظیم شود ، هنگامی که شخصی وارد اتاق می شود از طریق سنسور حرکت خاموش و روشن می شود ، می تواند به عنوان هشدار بیدار شدن از خواب استفاده شود و حتی رنگ را در طول روز تنظیم می کند تا متناسب با چرخه شبانه روزی طبیعی انسان و الگوهای نور طبیعی باشد. لامپ ها همچنین یک برنامه یادگیری داخلی دارند که با ورودی های داده شده توسط ساکنان با گذشت زمان سازگار است. و همه این عملکردها را می توان از طریق هر تلفن هوشمند یا رایانه لوحی برنامه ریزی یا نظارت کرد. تخمین زده می شود که لامپ های هوشمند Stack می توانند حدود شصت درصد انرژی کمتری نسبت به یک لامپ LED معمولی مصرف کنند .

گروه گزارش

ترجمه احسان محرابی

قبلی «
بعدی »

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *