Le persone spesso attribuiscono l'invenzione della lampadina al famoso inventore americano Thomas Edison nel 1880, ma circa 40 anni prima, gli inventori britannici crearono una lampada ad arco. Nel corso degli anni, gli sviluppi scientifici hanno visto nuovi elementi sostituire le aste di carbonio utilizzate nella lampada ad arco e il filamento di carbonio nella lampadina brevettata da Edison. Rispetto ai nuovi tipi di lampadine, queste prime iterazioni erano goffe, inefficienti e di breve durata. Tuttavia, l'avvento e la diffusione di questa invenzione ha inaugurato una nuova industria, ha aumentato la durata delle giornate lavorative ed è stato un importante trampolino di lancio nella diffusione dell'elettricità nel mondo.
TL; DR (troppo lungo; non ho letto)
Le lampadine sono iniziate con elementi in carbonio, ma nel corso degli anni gli inventori hanno aggiunto nuovi elementi come tungsteno, mercurio, cloro ed europio ai loro strumenti.
Lampadine a incandescenza, una prima svolta
Le lampadine a incandescenza creano luce eseguendo una corrente elettrica attraverso un sottile filamento di metallo. Questo filamento si riscalda finché non emette luce. Le prime lampadine di questo tipo avevano filamenti di carbonio, anche se alla fine il tungsteno lo sostituì. Il tungsteno è un elemento più flessibile del carbonio e può essere riscaldato a 4.500 gradi Fahrenheit. Questo sviluppo avvenne nel 1908 come prodotto delle innovazioni apportate da General Electric. A partire dal 1913, i filamenti nei bulbi si avvolsero e i gas inattivi come l'argon e l'azoto riempirono i bulbi di vetro. Nel 1925, i produttori iniziarono a utilizzare l'acido fluoridrico per aggiungere un effetto gelido ai bulbi, che aiutava a diffondere la luce su un'area più ampia. Le lampadine a incandescenza sono migliorate nel corso degli anni, ma sono ancora ampiamente considerate inefficienti, poiché gran parte dell'energia assorbita viene dispersa in calore.
Le lampade alogene sono variazioni di incandescenza. I loro bulbi sono fatti di quarzo e possono contenere gas inerti come fluoro, cloro, bromo e iodio, chiamati elementi alogeni.
Lampadine fluorescenti, partenza lenta
Come le lampadine a incandescenza, le basi di quella che sarebbe poi diventata l'illuminazione fluorescente iniziarono nel 19° secolo. Due tedeschi, il soffiatore di vetro Heinrich Geissler e il medico Julius Plucker, crearono la luce correndo e corrente elettrica attraverso un tubo di vetro posto tra due elettrodi a cui era stata rimossa la maggior parte dell'aria. Sebbene Edison e il collega Nikola Tesla abbiano sperimentato questa tecnologia, è stato solo all'inizio del 1900 che Peter Cooper Hewitt ha innovato il tecnologia riempiendo il tubo di vetro con vapore di mercurio e collegando un dispositivo chiamato ballast per regolare il flusso di corrente attraverso il tubo. Recenti sviluppi hanno visto gli inventori aggiungere gas argon ai bulbi e coprire i loro interni con fosfori. Quando una corrente elettrica attraversa il gas, rilascia radiazioni ultraviolette, che i fosfori assorbono e rilasciano come luce visibile. Queste luci durano più a lungo e sono più efficienti dal punto di vista energetico rispetto alle luci a incandescenza.
Luci del presente e del futuro
Le lampade ad alogenuri metallici sono invenzioni relativamente nuove. Producono una luce brillante e sono abbastanza efficienti dal punto di vista energetico. Sono spesso utilizzati nell'illuminazione di partite sportive all'aperto o nell'edilizia. Il loro bulbo avvolgente contiene un tubo ad arco, spesso fatto di quarzo o ceramica. Questi tubi contengono un gas di partenza, mercurio o iodio e un sale di alogenuro metallico. L'argon è un comune gas di avviamento.
Diodi emettitori di luce o LED, creano luce visibile attraverso un processo chiamato elettroluminescenza. Molti composti a base di gallio sono utilizzati nei LED e fanno anche uso di alcuni metalli delle terre rare come cerio, europio e terbio. I LED sono efficienti ed economici e hanno trovato impiego in una varietà di dispositivi elettronici poiché gli esseri umani cercano di ridurre il loro impatto sull'ambiente terrestre.