Les gens attribuent souvent l'invention de l'ampoule au célèbre inventeur américain Thomas Edison en 1880, mais quelque 40 ans auparavant, les inventeurs britanniques avaient créé une lampe à arc. Au fil des ans, les développements scientifiques ont vu de nouveaux éléments remplacer les tiges de carbone utilisées dans la lampe à arc et le filament de carbone dans l'ampoule brevetée d'Edison. Par rapport aux nouveaux types d'ampoules, ces premières itérations étaient maladroites, inefficaces et de courte durée. Cependant, l'avènement et la diffusion de cette invention ont inauguré une nouvelle industrie, augmenté la durée des journées de travail et ont constitué un tremplin important dans la diffusion de l'électricité à travers le monde.
TL; DR (trop long; n'a pas lu)
Les ampoules ont commencé avec des éléments en carbone, mais au fil des ans, les inventeurs ont ajouté de nouveaux éléments tels que le tungstène, le mercure, le chlore et l'europium à leurs boîtes à outils.
Les ampoules à incandescence, une percée précoce
Les ampoules à incandescence créent de la lumière en faisant passer un courant électrique à travers un fin filament en métal. Ce filament chauffe jusqu'à émettre de la lumière. Les premières ampoules de ce type avaient des filaments de carbone, bien que finalement le tungstène l'ait remplacé. Le tungstène est un élément plus souple que le carbone et peut être chauffé à 4 500 degrés Fahrenheit. Ce développement s'est produit en 1908 en tant que produit d'innovations faites par General Electric. À partir de 1913, les filaments des ampoules se sont enroulés et des gaz inactifs tels que l'argon et l'azote ont rempli les ampoules de verre. En 1925, les producteurs ont commencé à utiliser de l'acide fluorhydrique pour ajouter un effet givré aux ampoules, ce qui a permis de diffuser la lumière sur une zone plus large. Les ampoules à incandescence se sont améliorées au fil des ans, mais sont encore largement considérées comme inefficaces, car une grande partie de l'apport d'énergie est perdue en chaleur.
Les lampes halogènes sont des variantes des lampes à incandescence. Leurs ampoules sont en quartz et elles peuvent contenir des gaz inertes tels que le fluor, le chlore, le brome et l'iode, appelés éléments halogènes.
Ampoules fluorescentes, un démarrage lent
Comme les ampoules à incandescence, les bases de ce qui allait devenir un éclairage fluorescent ont commencé au 19e siècle. Deux Allemands – le souffleur de verre Heinrich Geissler et le médecin Julius Plucker – ont créé la lumière en exécutant un courant électrique à travers un tube de verre placé entre deux électrodes dont la majeure partie de l'air a été retirée. Bien qu'Edison et son homologue Nikola Tesla aient expérimenté cette technologie, ce n'est qu'au début des années 1900 que Peter Cooper Hewitt a innové le technologie en remplissant le tube de verre de vapeur de mercure et en fixant un dispositif appelé ballast pour réguler le flux du courant à travers le tube. Les développements récents ont vu les inventeurs ajouter du gaz argon aux ampoules et recouvrir leur intérieur de phosphore. Lorsqu'un courant électrique traverse le gaz, il libère un rayonnement ultraviolet, que les luminophores absorbent et libèrent sous forme de lumière visible. Ces lampes durent plus longtemps et sont plus économes en énergie que les lampes à incandescence.
Lumières du présent et du futur
Les lampes aux halogénures métalliques sont des inventions relativement nouvelles. Ils produisent une lumière vive et sont assez économes en énergie. Ils sont souvent utilisés pour l'éclairage de matchs de sport en plein air ou de construction. Leur bulbe englobant contient un tube à arc, souvent en quartz ou en céramique. Ces tubes contiennent un gaz de départ, du mercure ou de l'iode, et un sel d'halogénure métallique. L'argon est un gaz de départ courant.
Les diodes électroluminescentes ou LED créent de la lumière visible grâce à un processus appelé électroluminescence. De nombreux composés à base de gallium sont utilisés dans les LED, et ils utilisent également certains métaux des terres rares tels que le cérium, l'europium et le terbium. Les LED sont efficaces et rentables et ont trouvé une utilisation dans une variété d'appareils électroniques alors que les humains cherchent à réduire leur impact sur l'environnement de la Terre.
