كيف تغير المصباح المتوهج على مر السنين؟

لا تعتبر المصابيح المتوهجة هي المصابيح الأكثر كفاءة في استخدام الطاقة ، ولكنها المصابيح الأصلية ، وفي معظم القرن العشرين ، كانت المصابيح الوحيدة المتاحة تجاريًا. تنتج المصابيح المتوهجة الضوء عن طريق التسخين المقاوم لخيط محاط بوعاء زجاجي خالٍ من الأكسجين. قبل أن ينتج توماس إديسون أول مصباح قابل للتطبيق تجاريًا ، كان أشخاص آخرون يعملون على التصميم لأكثر من 40 عامًا ، واستمر التطوير طوال أوائل القرن العشرين.

على الرغم من أن اسم توماس إديسون أصبح مرادفًا تقريبًا لاختراع المصباح الكهربائي ، إلا أنه لم يكن أول شخص يطور هذا المصباح. كان الكيميائي والمخترع البريطاني همفري ديفي أول شخص يربط الأسلاك بالبطارية ويتسبب في توهج الخيوط. في عام 1841 ، صنع فريدريك دي مولينز أول مصباح كهربائي عن طريق وضع خيوط من البلاتين داخل أنبوب زجاجي مفرغ وتمرير الكهرباء عبر الفتيل. أنتج إديسون والإنجليزي جوزيف سوان مصابيح استمرت أكثر من بضع دقائق في نفس الوقت. كان مصباح إديسون أكثر نجاحًا لأنه خلق فراغًا كاملاً داخل المصباح واستخدم خيطًا أفضل.

جرب إديسون العديد من المواد قبل أن يستقر على استخدام حبلا من الخيزران المكربن ​​للخيوط. قام بلصق الخيط على المحطات الكهربائية باستخدام عجينة الكربون. من ناحية أخرى ، صنع سوان شعيراته من لوح بريستول ، وهو ورق متفحم. استمرت بضع ساعات فقط ، بينما استمرت خيوط إديسون لمدة 600 ساعة أو أكثر. تم إدخال الخيوط المعدنية في عام 1902 ، وكان التنتالوم هو المادة المفضلة حتى ويليام د. اكتشف كوليدج كيفية صنع التنغستن المطيل في عام 1908. جعلت أسلاك التنغستن الملفوفة المصابيح أكثر إشراقًا من أي وقت مضى ، ولا تزال هي المعيار لخيوط اللمبة المتوهجة.

يحترق الخيط في بيئة غنية بالأكسجين ، لذلك من المهم التخلص من هذا الغاز من داخل المصباح. نجح De Moleyns و Swan في إنشاء فراغات جزئية ، لكن Edison خلق فراغًا حقيقيًا عن طريق تسخين المصباح قبل أن يضخ الهواء للخارج. ومع ذلك ، فإن الحفاظ على الفراغ في المصباح يجعله هشًا. قبل خمس سنوات من صنع إديسون لأول مصباح طويل الأمد ، كان الكنديان هنري وودوارد وماثيو إيفانز قد حصلوا على براءة اختراع لمصابيح كهربائية مليئة بالنيتروجين. قدم إيرفينغ لانجموير ، مهندس يعمل في شركة جنرال إلكتريك ، فكرة ملء المصابيح بمزيج من الأرجون والنيتروجين في عام 1908. هذه الغازات تعادل ضغط البخار داخل وخارج المصباح ، ويمنع الأرجون خيوط التنجستن من التآكل. تحتوي المصابيح الحديثة في الغالب على الأرجون.

كان المصباح الأول الذي صنعه Edison يحتوي على زوج من الشوكات الطرفية في القاعدة ، لكنه طور لاحقًا المسمار Edison ، وهو القاعدة اللولبية المألوفة الموجودة في المصابيح الحديثة. قدم ألفريد شقيق جوزيف سوان مادة العزل الزجاجية التي تبطن الجزء الداخلي من قاعدة المسمار هذه في عام 1887. إلى جانب تقديم فكرة ملء المصابيح بغازات خاملة ، طور Langmuir أيضًا الملفوف خيوط ، وحسنت شركة Toshiba تصميمه من خلال إدخال خيوط ملفوفة مزدوجة في 1921. من خلال طلاء الزجاج داخل المصباح بمسحوق السيليكا الأبيض لتوزيع الضوء ، ابتكر مارفن بيبكين المصباح المتوهج "الناعم" في عام 1947.