La lampadina

Presentation

LA LAMPADINA

inDICE

"L'inventore"

Che cos'è la lampadina

Introduzione

L'evoluzione della lampadina

Il progetto

La lampadina nella preistoria

Conclusione

Varietà di lampadine

INTRODUZIONE

La lampadina è un oggetto molto utilizzato da tutti noi. Data la grande diffusione di questo strumento, molti tendono a darne per scontata l'esistenza; tuttavia, dietro a questo piccolo oggetto in vetro, dall'aria molto fragile e delicata, si nasconde una storia non così antica come si potrebbe pensare.

CHE COS'è LA LAMPADINA?

La lampadina è un dispositivo elettrico realizzato per produrre luce. A questo scopo si possono utilizzare differenti tecnologie e avere diversi possibili usi. Senza di lei la nostra vita sarebbe molto più scomoda.

non vi sono case, o auto, o biciclette che non ne fanno uso.

"L'INVENTORE"

La lampadina non è stata "inventata" da Thomas Alva Edison; ma si potrebbe dire che egli ha creato la prima luce incandescente commercialmente pratica. A lui è stata attribuita l'invenzione perché la sua versione era in grado di superare le altre grazie ad una combinazione di tre fattori:

1. un materiale incandescente efficace;

2. l'ampiezza della campana di vetro;

3. una elevata resistenza del filamento;

LA LAMPADINA NELLA PREISTORIA

2.

1.

Nel 1802, Humphry Davy inventò la prima lampada elettrica. Dopo aver inventato una batteria elettrica, ci aveva collegato dei fili e un pezzo di carbonio: il carbonio brillava e produceva luce. Questa invenzione era conosciuta come "lampada ad arco elettrico". Il problema era che non durava a lungo ed era troppo luminosa per l'uso pratico.

La prima lampada fu inventata, in realtà, intorno al 70.000 aC. Una roccia cava o una conchiglia è stata riempita con muschio o materiale simile imbevuto di grasso animale e acceso. Intorno al VII secolo aC, i greci iniziarono a produrre lampade in terracotta in sostituzione delle torce portatili. La parola lampada deriva dal greco lampas, che significa torcia.

IL PROGETTO

Il vero padre della lampadina è stato l'inglese Joseph Wilson Swan, il cui brevetto è datato 1878. La lampadina di Swan era costruita con un filamento di carbonio molto spesso che, quando si riscaldava, emetteva luce e gas. Il problema, però, era la fuliggine eccessiva che emanava questo filamento, che ricopriva in poco tempo tutto il bulbo della lampadina, annerendolo e rendendo quindi inutilizzabile la lampadina. Un anno dopo, ci pensò Thomas Edison a migliorare la scoperta di Swan. L'inventore americano brevettò una lampadina che aveva un filamento più sottile e ad alta resistenza elettrica. Il bulbo non si anneriva subito, mantenendo una luminosità costante. Fu il primo passo di una battaglia che aveva per oggetto la paternità dell'invenzione. Swan, partendo proprio dalle modifiche di Edison, migliorò la sua lampadina, e iniziò a venderla in Inghilterra. La disputa tra i due si concluse infine con la fondazione della società Edison&Swan, che di fatto monopolizzò per molto tempo il mercato mondiale delle lampadine.

L'EVOLUZIONE DELLA LAMPADINA

Lampada a incandescenza

Lampada a LED

Lampada a fluorescenza

DIVERSI TIPI DI LAMPADINE

AD ARCO

INCANDESCENZA

ALOGENA

queste lampade sono state le prime a essere inventate e il loro principio di funzionamento si basa sulla creazione di un arco elettrico, il quale genera un forte flusso luminoso con spettro simile a quello della luce solare.

è una particolare lampada a incandescenza, nella quale si trova gas alogeno contenuto nel bulbo, per permettere il riscaldamento del filamento in modo da aumentare l'efficienza luminosa.

la produzione della luce avviene portando un filamento metallico di tungsteno all'incandescenza per effetto Joule. Il 5% dell'energia viene convertita in luce, il rimanente 95% viene diffuso in forma di calore.

A SCARICA

LED

FLUORESCENTE

la luce viene prodotta da un gas ionizzato per effetto di una scarica elettrica. Una opportuna differenza di potenziale provoca la formazione di un arco di plasma nel gas.

sono costituite da uno o più diodi LED. La luce viene prodotta attraverso un processo fisico nella giunzione del diodo, che da origine all'emissione di fotoni, di colore ben definitio dipendente dall'energia liberata nella ricombinazione.

in quest lampadine la scarica avviene in vapore di mercurio, prevalentemente nello spettro ultravioletto. Sulla superficie interna del tubo è deposto un materiale fluorescente che assorbe l'energia dei raggi ultravioletti

CONCLUSIONE

Da quel 1878 ad oggi, ne ha fatta di strada, la lampadina; al punto che, forse, diventa difficile prevedere quale possa essere una prossima evoluzione.

Lo stesso Edison disse: "Per inventare hai bisogno di una buona immaginazione e di una pila di cianfrusaglie".

I progressi nel campo della fisica si ottengono negando l'ovvio e accettando l'impossibile.

< Robert Anson Heinlein. >

LED

Tre LED (light emitting diode), emettono luce nella banda rossa, verde e blu

3. Le lampade a LED: sono il risultato dello sviluppo della tecnologia dei semiconduttori. Anche in questo caso la luce è emessa dalla transizione di elettroni tra diversi livelli energetici. A seconda del tipo di semiconduttore possiamo avere LED che emettono nel rosso, nel verde e, solo negli ultimi anni, nel blu. Questo tipo di lampade è quindi realizzato utilizzando tre LED di colore differente. Nel caso dei diodi i livelli energetici sono molteplici e quindi le emissioni di luce avvengono in un intervallo energetico più ampio che in quello delle lampade a fluorescenza; inoltre l'efficienza e la vita delle lampade a LED sono più alte di quelle a fluorescenza, rendendole quasi perfette.

INCANDESCENZA

La corrente sclada il filamento di tigsteno che emette luce su tutte le frequenze del visibile.Si chiama emissione di corpo nero, anche se sembra un controsenso.

1. La lampadina a incandescenza: è stata la prima lampadina elettrica. Si tratta di un filamento di tungsteno posto in un bulbo di vetro in cui è stato fatto il vuoto. Facendo passare corrente elettrica nel filamento, questo si scalda per gli urti che gli elettroni della corrente hanno con il materiale (effetto Joule). L'alta temperatura fa agitare gli elettroni, accellerandoli in tutte le direzioni e facendo loro emettere luce. Una carica elettrica accelerata emette, infatti, un'onda elettromagnetica: maggiore la temperatura e maggiore l'accelerazione e anche la frequenza dell'onda elettromagnetica emessa (legge di Wien). Dato che le accelerazioni degli elettroni possono avere vari valori, l'emissione termica di luce avviene in un ampio intervallo di frequenze.

FLUORESCENZA

L'alta tensione ionizza i vapori di mercurio che emettono solo in specifiche frequenze. Lo spettro è discreto.

2. Le lampade a fluorescenza: contengono un gas rarefatto al loro interno. Con una scarica elettrica gli elettroni del gas vengono eccitati, ossia spostati su orbitali atomici più energetici. Quando si diseccitano e tornano nello stato fondamentale emettono luce. Anche in questo caso si tratta di un fenomeno quantistico: a ciascuna diseccitazione corrisponde l'emissione di un fotone di energia pari alla differenza tra i livelli energetici degli elettroni atomici. Questo tipo di lampade sono anche dette al neon.