2. Εστία και πέτρινα λυχνάρια
Από παλαιά οι άνθρωποι για
να ζεσταθούν, να μαγειρέψουν
και να φωτίσουν τη νύχτα,
άναβαν φωτιά καίγοντας
ξύλα…
Πριν περίπου 70 000 χρόνια
έφτιαξαν λυχνάρια ή λύχνους
για φωτισμό,
χρησιμοποιώντας μια
κοιλότητα σε πέτρα ή
λαξεύοντάς την και βάζοντας
ως καύσιμο ζωικό λίπος.Σχέδιο και αναπαράσταση παλαιολιθικής
καλύβας με την εστία στο κέντρο.
3. Αργότερα, στα πέτρινα
λυχνάρια πρόσθεσαν φυτίλι
πιθανόν από ξερά χόρτα ή
βρύα. Είχαν ανακαλύψει ότι
το φυτίλι έδινε καλύτερη
φλόγα και λιγότερο καπνό!
Πέτρινα λυχνάρια
χρησιμοποιούσαν τον καιρό
των παγετώνων, όπως και
οι Εσκιμώοι τον 20ό
αιώνα…
Πέτρινα λυχνάρια με φυτίλι…
4. Στις Κυκλάδες, 10 000 χρόνια πριν, υπήρχαν
λυχνάρια σε λευκό μάρμαρο, που έχουν το
σχήμα καντηλιού. Μερικά έχουν και οπές
εξάρτησης, ώστε να κρέμονται είτε με λεπτά
δερμάτινα λουριά είτε με κορδόνι φτιαγμένο από
βούρλα ή λινάρι. Για καύσιμο χρησιμοποιούσαν
ζωικό λίπος ή λάδι.
Σε άλλα αιγαιοπελαγίτικα νησιά έφτιαχναν
λυχνάρια από κελύφη θαλασσινών οστράκων ή
μεγάλων σαλιγκαριών, μέσα στα οποία
τοποθετούσαν την καύσιμη ύλη. Πέτρινα
λυχνάρια χρησιμοποιούσαν οι Έλληνες και τους
μυκηναϊκούς χρόνους, 3500 χρόνια πριν.
Λυχνάρια από όστρακα…
5. Λυχνάρια και δάδες…
Τον καιρό του Ομήρου φαίνεται ότι τα
σπίτια φωτίζονταν από δάδες (δαυλούς
ή πυρσούς ή λαμπάδες), που
κατασκεύαζαν συνήθως από ξύλο
πεύκου. Για το σκοπό αυτό έκαναν μια
κατακόρυφη εγκοπή στο δένδρο και το
άφηναν για ένα χρόνο για να γεμίσει με
ρετσίνι. Κατόπιν έκοβαν το τμήμα αυτό.
Έφτιαχναν τη δάδα από ένα μόνο ξύλο
ή από περισσότερα ραβδιά που έδεναν
μαζί. Ο πυρσός, πιθανόν, να ήταν
και η πρώτη φορητή λάμπα
400 000 χρόνια πριν.
6. Λυχνάρια από πηλό…
Από τον 7ο αιώνα π.Χ. οι
Έλληνες, όπως και όλοι οι
ανατολικοί λαοί από
παλαιότερα, χρησιμοποίησαν
για φωτισμό λυχνάρια φτιαγμένα
συνήθως από πηλό, αλλά και
από σίδηρο, μπρούτζο, χαλκό ή
και χρυσό και ασήμι…
7. Λάδι ελιάς ή άλλο φυτικό
λάδι ήταν το καύσιμο για τα
λυχνάρια. Για να μη
χύνεται το λάδι είχαν
υπερυψωμένο χείλος
και διάμετρος της τρύπας
για το λάδι ήταν τόσο
στενή, όσο να μη χωρά το
κεφάλι του ποντικιού όταν
πήγαινε να το πιει!
Χρησιμοποιούσαν φυτίλι
από φυτικές ίνες φλόμου,
λιναριού, παπύρου ή από
στουπί (στριμμένες
κλωστές) κ.ά.
Λυχνάρι λαδιού
λάδι
φυτίλι
τρύπα φυτιλιού
χείλος
ρύγχος
(μυκτήρας)
τρύπα έγχυσης
λαδιού και
εισόδου αέρα
δοχείο
8. Ο ρόλος του φυτιλιού στο λυχνάρι
Στα λυχνάρια το φυτίλι απορροφά
το λάδι ανεβάζοντάς το προς το
πάνω άκρο του. Το λάδι στη
θερμοκρασία της φλόγας
αποστάζει (αποσυντίθεται) σε
άνθρακα και σε πτητικά αέρια, που
αναφλέγονται και δημιουργούν τον
καπνό. Τα άτομα του άνθρακα,
που παρασύρονται προς την
κορυφή της φλόγας από το θερμό
ρεύμα αέρα, πυρακτώνονται και
ακτινοβολούν λόγω της υψηλής
θερμοκρασίας.
φυτίλι
κάφτρα (αναμμένο
κάρβουνο) φυτιλιού
9. Τα σχετικά μικρών
διαστάσεων λυχνάρια
ήταν φορητά και από
τον 6ο αιώνα π,Χ.
είχαν λαβή για να τα
πιάνουν πιο εύκολα.
Μεγαλυτέρων
διαστάσεων λύχνοι
κρέμονταν από το
ταβάνι ή
στερεώνονταν σε
λυχνοστάτες.
Φορητά και κρεμαστά λυχνάρια
Μεταλλωρύχοι σε ώρα εργασίας με
μεγάλο κρεμαστό λύχνο λαδιού να
φωτίζει (σε πλάκα του 6ου αι. π.Χ.).
10. Βαθμιαία, περίπου από το 500
π.Χ., το σώμα του ελαιόλυχνου
διαμορφώνεται σε μια κλειστή
δεξαμενή, που έχει μια μικρή οπή
για το λάδι και ένα, δύο ή
περισσότερα φυτίλια.
Κατά τη διάρκεια του 6ου, 5ου και
4ου αιώνων π.Χ., η Αθήνα ήταν
σημαντικός κατασκευαστής και
εξαγωγέας υψηλής ποιότητας
πήλινων λυχναριών.
Αθηναϊκό λυχνάρι του 5ου αι.
π.Χ. με δυο φυτίλια.
“Πολύφωτα“ λυχνάρια…
11. Λυχνάρια με “ονοματεπώνυμο“…
Από τον 5ο αιώνα π.Χ. στην
Ελλάδα, στην Αίγυπτο, στην
Ιταλία και αλλού λειτουργούσαν
μεγάλα εργαστήρια μαζικής
παράγωγης λύχνων. Ο κάθε
κατασκευαστής είχε τα δικά του
μοντέλα και από την ελληνιστική
εποχή οι τεχνίτες τα υπέγραφαν!
Μερικά εργαστήρια ήταν τόσο
διάσημα, που σε άλλους τόπους
δημιουργήθηκαν εργαστήρια
απομίμησης των λυχναριών (και
των υπογραφών) τους!
Στη βάση αυτού του ιταλικού
λύχνου του 1ου αι. μ. Χ. υπάρχει
η σφραγίδα του κατασκευαστή του
C CLOSVC, δηλαδή, Gaius Clodius
Successus.
12. Η μελέτη των λυχναριών λαδιού είναι πολύ σημαντική
στην αρχαιολογική έρευνα, επειδή πρόκειται για
προϊόντα μαζικής παραγωγής, που συχνά άλλαζαν
σχήμα και μπορούν να χρονολογηθούν ακριβώς.
Αίγυπτος, 1ος αι. π.Χ. Αίγυπτος, 3ος αι. μ.Χ . Αίγυπτος, 4ος αι. μ.Χ.
Τα λυχνάρια στην αρχαιολογική έρευνα
13. Εκτός από τη χρήση τους για
φωτισμό τα λυχνάρια
χρησιμοποιούνταν και
χρησιμοποιούνται σε
θρησκευτικές τελετές, στη
λατρεία των νεκρών κ.ά.
Στη χριστιανική θρησκεία ο
λύχνος συμβολίζει το «αιώνιο
φως». Λύχνοι, με το φυτίλι
στερεωμένο σε πλωτήρα
από φελλό που επιπλέει στο
λάδι, είναι τα καντήλια στα
εικονοστάσια.
Λυχνάρια, λατρευτικά καντήλια
14. Σε περιοχές της Ινδίας
και σε άλλα μέρη, τα
σύγχρονα λυχνάρια,
που καίνε φυτικό λάδι
και αποτελούν το
μοναδικό τρόπο
φωτισμού, δε
διαφέρουν στη
λειτουργία τους από τα
πρώιμα λυχνάρια με
φυτίλι…
Το λυχνάρι σήμερα…
15. Λάμπες λαδιού
Για χίλια και πλέον χρόνια η
μόνη τροποποίηση που έγινε
στο λυχνάρι με φυτίλι ήταν η
αντικατάσταση του πήλινου
σκεύους με σιδερένιο ή από
ντενεκέ (τσίγκο) και τα
βαμβακερά, τετράγωνα φυτίλια.
Μόλις τον 17ο αιώνα έγιναν
βήματα εξέλιξης. Εφευρέθηκε ο
μηχανισμός πάνω-κάτω κίνησης
του φυτιλιού και το 1780 ο
Ελβετός χημικός Aime Argand
πάνω από τη φλόγα τοποθέτησε
μια γυάλινη καπνοδόχο …
γυάλινη
καπνοδόχος
φυτίλι
καυστήρας
δακτυλίδι
συγκράτησης
καπνοδόχου
κουμπί
ρύθμισης
φυτιλιού
σχισμή εξόδου
φυτιλιού
16. Η γυάλινη καπνοδόχος
αφενός προστατεύει τη
φλόγα και αφετέρου
ρυθμίζει την είσοδο του
αέρα για καλύτερη καύση
και πιο λαμπρό φως.
Με την προσθήκη ενός
μεταλλικού κατόπτρου
(ανακλαστήρα)
επιτυγχάνεται ο επιθυμητός
προσανατολισμός του
φωτός, ώστε η λάμπα
(λύχνος) λαδιού να φωτίζει
καλύτερα…
Λάμπες λαδιού
ανακλα-
στήρας
δοχείο
λαδιού
γυάλινη
καπνοδόχος
17. Λάμπες πετρελαίου
Το 1859 βρέθηκε πετρέλαιο στην
πολιτεία της Πενσυλβάνια, ΗΠΑ, και
άρχισε η εκμετάλλευσή του. Την ίδια
περίοδο στη Γερμανία κυκλοφόρησαν
οι λάμπες κηροζίνης (φωτιστικού
πετρελαίου) – που ακόμα
χρησιμοποιούνται για φωτισμό σε
απομονωμένα αγροτόσπιτα στη χώρα
μας – παρόμοιες στη μορφή και στη
λειτουργία με τις λάμπες λαδιού. Το
πετρέλαιο ως πιο λεπτόρρευστο ήταν
περισσότερο κατάλληλο από το λάδι.Λάμπα και πολύφωτο
κηροζίνης.
18. Η εφεύρεση των κεριών τοποθετείται
περίπου 3000 χρόνια πριν. Το πιο παλιό
κομμάτι κεριού βρέθηκε στην πόλη Αβινιόν,
Γαλλία, και χρονολογείται από τον 1ο αιώνα
μ.Χ. Πιστεύεται ότι τα κεριά ήταν σπάνια
και τα χρησιμοποιούσαν μόνο οι πλούσιοι.
Τα κεριά συνδέθηκαν με τη χριστιανική
πίστη και κατά το Μεσαίωνα άναβαν σε
αίθουσες τελετών, μοναστήρια, εκκλησίες,
σπίτια και καταστήματα. Τα απλούστερα
κεριά τα έφτιαχναν εμβαπτίζοντας ένα
βαμβακερό νήμα στο στερεοποιημένο ζωικό
λίπος, που απέμενε στην κουζίνα.
Τα κεριά
19. Κεριά και “σπαρματσέτα”
Με την ανακάλυψη του τρόπου χυσίματος σε
καλούπι του κεριού, τον 17ο αιώνα, τα κεριά από
λίπος έγιναν είδος καθημερινής χρήσης. Όμως,
καίγονταν με ασθενικό κίτρινο φως, άφηναν άσχημη
μυρωδιά και κάπνιζαν πολύ. Λαμπρότερο φως
έδιναν αυτά που φτιάχνονταν από κερήθρα
μέλισσας και ήταν πιο ακριβά. Ένα άλλο υλικό για
την κατασκευή κεριών ήταν το «σπαρματσέτο»,
δηλαδή κερί από σπερματέλαιο φάλαινας, που
συνδύαζε φθηνή τιμή και λαμπρό λευκό φως. Το
19ο αιώνα άρχισε η μαζική βιομηχανική παραγωγή
φτηνών κεριών από στεατίνη και αργότερα από
παραφίνη (υλικό από το οποίο φτιάχνονται τα κεριά
σήμερα).
20. Φανοί ή φανάρια, τότε και τώρα…
Το φανάρι (ή λάμπα
θυέλλης) είναι ένα
υαλόφρακτο σκεύος, μέσα
στο οποίο τοποθετείται για
προφύλαξη η φωτεινή
πηγή. Είναι φορητό,
κατάλληλο για την
ύπαιθρο και ασφαλές στο
εσωτερικό του σπιτιού.
Τα πρώτα φανάρια (1ος αι.
μ.Χ.) είχαν παράθυρα
κατασκευασμένα από
διαφανές, λειασμένο
κέρατο βοοειδών ή δέρμα.
παράθυρο
από διαφανές
κέρατο
κερί
Σύγχρονη λάμπα
θυέλλης (με πετρέλαιο)
21. Το λυχνάρι στις διάφορες μορφές του υπήρξε το
κύριο φωτιστικό μέσο τόσο των αρχαίων λαών
όσο και κάποιων κοινωνιών του καιρού μας – αν και
μέχρι τους κλασικούς χρόνους ο φωτισμός
των σπιτιών ήταν πολυτέλεια…
Ανακεφαλαιώντας…
22. Όλες οι συσκευές φωτισμού,
μέχρι περίπου τα μέσα του 19ου αιώνα,
έδιναν ελεύθερη φλόγα σαν αυτή του κεριού.
Παρουσίαζαν σημαντικά μειονέκτημα, όπως
ότι λειτουργούσαν σε μια μόνο σωστή θέση,
δηλαδή, όρθιες με τη φλόγα προς τα πάνω
για την παροχή αέρα. Επίσης, έδιναν
ασθενικό πορτοκαλοκίτρινο φως, ήταν
επικίνδυνες για την πρόκληση πυρκαγιάς,
έπρεπε να προστατεύονται από τα ρεύματα,
αποτελούσαν πηγή ρύπανσης (έκαναν
ατελή καύση και άφηναν πολλή καπνιά).
Ανακεφαλαιώντας…
23. Η λειτουργία όλων αυτών
των συσκευών στηρίζεται σε ενεργειακές
μετατροπές. Έτσι, η πρωταρχική ηλιακή ενέργεια
από την ακτινοβολία του Ηλίου στη Γη
εμφανίζεται ως χημική ενέργεια αποθηκευμένη
στα τρόφιμα (λάδι, λίπος), στο ξύλο, στα ορυκτά
καύσιμα (πετρέλαιο).Με την καύση αυτών
στους ποικίλων τύπων λύχνους, λάμπες και κεριά,
η αποθηκευμένη χημική ενέργεια
μετατρέπεται σε θερμότητα και σε φως.
Ανακεφαλαιώντας…
24. Λάμπες φωταερίου
Στο τέλος του 18ου αιώνα
ανακαλύφθηκε ο τρόπος παραγωγής
καύσιμου αερίου για φωτισμό από
την απόσταξη του κάρβουνου
(William Murdock, Αγγλία, 1792)
και από την απόσταξη του ξύλου
(Phillipe Lebon, Γαλλία, 1801).
Το φωταέριο ή γκάζι, όπως
ονομάστηκε το ανθρακαέριο, αρχικά
χρησιμοποιήθηκε αποκλειστικά
για το φωτισμό των πόλεων.
Στο Λονδίνο, το 1807, τα φανάρια
φωταερίου αντικατέστησαν τα πολύ
πιο δαπανηρά φανάρια λαδιού.
25. Δημόσιος φωτισμός με φωταέριο…
Από τις αρχές του 19ου
αιώνα λάμπες φωταερίου
τοποθετήθηκαν στους
δρόμους στους τοίχους
σπιτιών παρόμοια με τις
λάμπες λαδιού. Αυτές οι
πρώιμες λάμπες
έδιναν ασθενικό γαλάζιο
φως που τρεμόπαιζε και
γρήγορα ο καπνός από
την καύση μαύριζε το
γυαλί του φαναριού…
26. Ο φωτισμός με φωταέριο
είχε δύο μεγάλα
πλεονεκτήματα: Δε
χρειαζόταν φυτίλι και από
μια πηγή (το δίκτυο
φωταερίου) ήταν δυνατό να
τροφοδοτηθούν πολλές
λάμπες ταυτόχρονα. Με τη
διαφορά ότι η κάθε λάμπα
έπρεπε να ανάψει και να
σβήσει χωριστά. Έτσι, κάθε
βράδυ ο φανοκόρος
φρόντιζε να ανάβουν τα
δημόσια φανάρια.
Φωτισμός με φωταέριο…
Από την εγκατάσταση παραγωγής το φωταέριο
μοιραζόταν σε εργοστάσια, σπίτια κλπ. μέσω
υπογείου δικτύου χωρίς κίνδυνο πυρκαγιών.
27. Καθώς το δίκτυο φωταερίου
άρχισε σιγά σιγά να τροφοδοτεί
βιομηχανίες και σπίτια, από τα
μέσα του αιώνα επήλθαν,
σταδιακά, ριζικές αλλαγές στον
τρόπο ζωής των κατοίκων των
μεγάλων πόλεων της Δυτικής
Ευρώπης. Επιμηκύνθηκαν τα
ωράρια εργασίας με τις
οικοτεχνίες και τα ατμοκίνητα
εργοστάσια να μπορούν πλέον
να λειτουργούν μέρα και νύκτα,
αυξάνοντας την παραγωγή τους.
Οι αλλαγές στον τρόπο ζωής…
Ο φωτισμός με φωταέριο
γινόταν με μια απλή
ανοικτή φλόγα.
φλόγα
28. πολύφωτα φωταερίου
Οι αλλαγές στον τρόπο ζωής…
Οι δρόμοι έγιναν
ασφαλέστεροι, με
αποτέλεσμα οι
δραστηριότητες και η
κοινωνική ζωή να
επεκταθούν και το
βράδυ. Οι
άνθρωποι πλέον
μπορούσαν να
παρακολουθούν
νυχτερινά μαθήματα,
διαλέξεις και θεατρικές
παραστάσεις.
29. Η τελευταία σημαντική βελτίωση στο
φωτισμό με φωταέριο ήταν η εφεύρεση
του πυρακτούμενου πλέγματος, το
1885, από τον Αυστριακό χημικό Carl
Auer von Wesbach (1858-1929).
Το πυρακτούμενο πλέγμα είναι
στερεωμένο στο ακροφύσιο του
καυστήρα της λάμπας και αποτελείται
από ένα μικρό βαμβακερό σάκο
διαποτισμένο με μεταλλικά οξείδια.
Καθώς το αέριο καίγεται, οι άφλεκτες
ίνες των οξειδίων πυρώνονται από
τη φλόγα και ακτινοβολούν έντονα
λευκοκίτρινο φως.
Φωτισμός με φωταέριο…
πλέγμα
Auer
30. Φωτισμός με φωταέριο…
Το πυρακτούμενο πλέγμα
έφερε επανάσταση στο
φωτισμό με φλόγα. Για το
λόγο ότι το φως που μπορεί
να παραχθεί από ένα φυτίλι
(ή από ένα ακροφύσιο)
περιορίζεται από την
επιφάνειά του και το
καύσιμο καίγεται μόνο στην
άκρη του. Ενώ το πλέγμα
Auer έχει εμφανή όγκο και
μεγαλύτερο εμβαδόν
επιφανείας και άρα είναι
πολύ πιο αποτελεσματικό.
Το πλέγμα
Auer
προσαρμόστηκε
να καίει προς τα
κάτω, ώστε να
περιοριστούν οι
σκιές και το φως
να μην
κατευθύνεται
προς το ταβάνι.
31. Φωτισμός με φωταέριο…
Φανάρια φωταερίου φώτιζαν τη Θεσσαλονίκη από το τέλος του 19ου αιώνα.
Το μικρό εργοστάσιο φωταερίου της πόλης λειτούργησε περίπου 30 χρόνια
και καταστράφηκε στην πυρκαγιά του 1917.
32. Τότε και τώρα…
Μεταξύ αυτών των δύο εικόνων – Βαν Γκογκ, «Νυχτερινό καφέ», Παρίσι 1888
και αφή της Ολυμπιακής φλόγας στην Ολυμπία, 2004 – υπάρχει διαφορά 116
χρόνων. Αν και θεματολογικά οι εικόνες είναι διαφορετικές, έχουν κάτι κοινό…
33. Μεταξύ αυτών των δυο εικόνων (Βαν Γκογκ, «Νυχτερινό καφέ», Παρίσι 1888
και αφή της Ολυμπιακής φλόγας στην Ολυμπία, 2004) υπάρχει διαφορά 116
χρόνων. Αν και θεματολογικά οι εικόνες είναι διαφορετικές, έχουν κάτι
κοινό…
Δαυλός
υγραερίου
Λάμπα
φωταερίου
Τότε και τώρα…
34. Ο φωτισμός με φωταέριο
υπήρξε μια από τις επαναστάσεις
στις κοινωνίες της Δυτικής Ευρώπης και
της Β. Αμερικής κατά το 19ο αιώνα. Μαζί
με την ατμοκίνηση των εργοστασίων, τη
λειτουργία του σιδηροδρόμου, την αστικοποήση
συνέβαλε στις ριζοσπαστικές τεχνολογικές και
κοινωνικές αλλαγές που συνέβησαν τότε. Οι
λάμπες φωταερίου συνυπήρξαν με τους λύχνους
λαδιού και πετρελαίου και αργότερα με τον
ηλεκτρικό λαμπτήρα, από τον οποίο
τελικά ηττήθηκαν…
Ανακεφαλαιώντας…
35. Το 1809 ο sir Humphrey Davy
χρησιμοποίησε μια συστοιχία
2000 μπαταριών για να
προκαλέσει ηλεκτρικό ρεύμα
μεταξύ δύο ράβδων άνθρακα,
που τα άκρα τους βρίσκονταν
πολύ κοντά, με συνέπεια την
παραγωγή γαλαζωπής,
λαμπρής τοξόσχημης φλόγας.
Έτσι δημιούργησε τον πρώτο
ηλεκτρικό φωτισμό με λάμπα
τόξου.
Λαμπτήρας ηλεκτρικού τόξου
Σχηματισμός ηλεκτρικού τόξου
μεταξύ ράβδων άνθρακα.
36. Στις λάμπες τόξου οι αιχμηρές
άκρες των ράβδων άνθρακα
αρχικά ακουμπούν μεταξύ τους
και καθώς περνά το ηλεκτρικό
ρεύμα οι εφαπτόμενες περιοχές
πυρακτώνονται. Όταν οι ράβδοι
απομακρύνονται λίγα
εκατοστόμετρα, δημιουργείται
μεταξύ τους συνεχής ηλεκτρικός
σπινθήρας (ηλεκτρική
εκκένωση) με ταυτόχρονη
εκπομπή φωτός…
Πώς δημιουργείται το τόξο…
ράβδος
άνθρακα
50 volts
Λάμπα ηλεκτρικού τόξου.
37. Λάμπα τόξου, 1857.
Λαμπτήρας ηλεκτρικού τόξου
Ο έντονος φωτισμός δεν
οφείλεται τόσο στο τόξο όσο στη
λευκοπύρωση των άκρων των
δύο ράβδων από την υψηλή
θερμοκρασία (4000 ο
C). Καθώς ο
άνθρακας εξαχνώνεται, οι ράβδοι
φθείρονται. Το πρόβλημα, τότε,
ήταν η συνεχής ρύθμιση της
μεταξύ τους απόστασης, ώστε
αυτή να παραμένει σταθερή.
Έξυπνοι αυτόματοι μηχανισμοί
εφευρέθηκαν για το σκοπό αυτό
από το 1850 και μετά.
μηχανισμός
κίνησης κάτω
ράβδου
άνθρακα
ράβδος
άνθρακαδιάκενο από
όπου
εκπέμπεται
το φως
38.
Η ανάπτυξη της πρώτης
λάμπας τόξου έγινε από τον
Άγγλο William Staite το 1847.
Τέτοιες λάμπες
χρησιμοποιήθηκαν από το
1876, μετά από τις
τροποποιήσεις που έγιναν
από το Ρώσο μηχανικό Paul
Jablochkoff, την ανακάλυψη
εύχρηστων
ηλεκτρογεννητριών και
την κυκλοφορία φθηνών
μπαταριών.
Κηρίο (λάμπα τόξου) Γιαμπλότσκοφ.
Ηλεκτροφωτισμός με λάμπες τόξου…
39. Φωτισμός καταστήματος με λάμπες τόξου, Βοστόνη, 1910
Φωτισμός δρόμου με λάμπες τόξου, Νέα Υόρκη, 1881 Φωτισμός δρόμου του Σίδνει με λάμπες τόξου,
1907
Οι λάμπες τόξου ήταν ενεργοβόρες
και ως εκ τούτου αντιοικονομικές για
οικιακή χρήση. Κατά το δεύτερο μισό του
19ου και τις αρχές του 20ού αιώνα
χρησιμοποιήθηκαν κυρίως για τον
ηλεκτροφωτισμό δρόμων, δημοσίων
κτηρίων, θεάτρων, καταστημάτων κλπ.
Το 1884 90 000 λάμπες τόξου άναβαν
στις ΗΠΑ. Μερικές τέτοιες λάμπες
υπήρχαν σε λειτουργία σε δρόμους του
Λονδίνου μέχρι τη δεκαετία του 1950.
40. σύρμα
γυάλινο
περίβλημα
Σε όλη τη διάρκεια του 19ου αιώνα,
πολλοί επιστήμονες και εφευρέτες
προσπάθησαν να κατασκευάσουν μια
οικονομικά αποδοτική, πρακτική, μακράς
διαρκείας λάμπα πυράκτωσης. Η ιδέα
ήταν να φτιάξουν μια λάμπα μέσα στην
οποία να βρίσκεται ένα λεπτό σύρμα
(νήμα), το οποίο θα ακτινοβολεί όταν
από αυτό περνά ηλεκτρικό ρεύμα. Το
βασικό πρόβλημα, τότε, γύρω στο 1840,
ήταν να δημιουργήσουν ένα νήμα που
να αντέχει σε υψηλές θερμοκρασίες
και να έχει μεγάλη διάρκεια ζωής.
Λαμπτήρας πυράκτωσης
διαδρομή
ρεύματος
41. Τελικά, ο Άγγλος φυσικός
sir Joseph Swan (1828-
1914) και ο Αμερικανός
εφευρέτηςThomas Edison
(1847-1931) σχεδόν
ταυτόχρονα, το 1879,
επινόησαν ένα λαμπτήρα
πυράκτωσης, που
μπορούσε να φωτίσει για
ένα χρονικό διάστημα
πρακτικά αξιοποιήσιμο,
ώστε να είναι
εμπορεύσιμος…
Joseph Swan
Thomas Edison
Λαμπτήρας πυράκτωσης
42. Στον λαμπτήρα Edison
το ηλεκτρικό ρεύμα διέρρεε
ένα λεπτό νήμα από
απανθρακωμένη
βαμβακερή κλωστή,
το οποίο θερμαινόταν και
ακτινοβολούσε λευκό φως.
Για να μην καίγεται το νήμα
γρήγορα, είχε αφαιρεθεί ο
αέρας από το εσωτερικό
του αεροστεγώς
σφραγισμένου γυάλινου
περιβλήματος.Η πρώτη λυχνία πυράκτωσης
του Edison (1879).
νήμα άνθρακα
Λαμπτήρας πυράκτωσης
43. Οι Swan και Edison
συνεταιρίστηκαν και
ίδρυσαν μαζί, το 1883,
εργοστάσιο παραγωγής
λαμπτήρων στην Αγγλία,
έχοντας το μονοπώλιο της
παραγωγής τους μέχρι το
1893!
Ο ηλεκτροφωτισμός είχε
γίνει μια επικερδής
επιχείρηση…
Λαμπτήρες ΄Εντισον με νήμα από
απανθρακωμένο χαρτόνι.
Το 1890 μια τέτοια λάμπα ήταν 500 φορές
φθηνότερη απ΄ ό,τι το 1880!
Λαμπτήρας πυράκτωσης
44. Μέχρι τα μέσα του 20ού αιώνα -
ή/και μέχρι σήμερα - ο
ηλεκτροφωτισμός δεν ήταν αγαθό
για όλους. Στην Αγγλία, για
παράδειγμα, όπου
κατασκευάστηκε και το πρώτο
εργοστάσιο ηλεκτροπαραγωγής
(στην πόλη Godalming το 1881),
μόνο το 10% των σπιτιών είχε
ηλεκτρικό ρεύμα το 1921, για να
αυξηθεί σε 30% το 1931, σε 85%
το 1951 και στο 96% το 1961.
Ηλεκτροφωτισμός
Στις ΗΠΑ το πρώτο εργοστάσιο
ηλεκτροπαραγωγής ήταν αυτό του
Edison στη Ν. Υόρκη, 1882.
45. Λαμπτήρας πυράκτωσης
γυάλινη αμπούλα
(γλόμπος)
νήμα βολφραμίου
γυάλινο στήριγμα
σύρμα
υποστήριξης
μόνωση
επαφή
(ακροδέκτης) βάσης
μεταλλική βάση
(ακροδέκτης)
σύρματα σύνδεσης
Απόγονοι των πρώτων
λαμπτήρων, είναι
οι σύγχρονοι λαμπτήρες.
Με τη διαφορά ότι από το
1910 το νήμα είναι από
βολφράμιο, και στο
γυάλινο περίβλημα αντί
για κενό αέρα, υπάρχει
συνήθως το αέριο αργό,
το οποίο καθυστερεί
τη φθορά του μεταλλικού
νήματος.διαδρομή
ρεύματος
46. Λάμπα πυράκτωσης και απόδοση
Λαμπτήρας πυράκτωσης
με τη συσκευασία του, 1926.
Οι σύγχρονες λάμπες
πυράκτωσης δεν έχουν καλή
ενεργειακή απόδοση. Μόνο
το 4% έως 6% της ηλεκτρικής
ενέργειας του ρεύματος
μετατρέπονται σε ορατό φως.
Η υπόλοιπη ενέργεια
μεταφέρεται στο περιβάλλον
ως θερμότητα.
47. Οι λάμπες πυράκτωσης αν
και ενεργειακά
αντιοικονομικές
χρησιμοποιούνται ευρύτατα,
επειδή έχουν πολλά
πλεονεκτήματα
όπως είναι το χαμηλό
κόστος, η εύκολη
τοποθέτηση, η λειτουργία σε
χαμηλή τάση και η μεγάλη
ποικιλία σε μορφή, σχήμα
και φωτεινότητα.
Το Δημαρχείο Βέροιας φωταγωγημένο.
Ηλεκτροφωτισμός
48. ακροδέκτης
βάσης μεταλλικό
σπείρωμα
(ακροδέκτης)
Πότε μια λάμπα φωτοβολεί…
Οι λάμπες έχουν στη βάση δύο μεταλλικούς ακροδέκτες
συνδεμένες με δύο σύρματα, όπου είναι στερεωμένες οι
άκρες του νήματος βολφραμίου. Βρίσκονται μέσα σε
αεροστεγή γυάλινη αμπούλα (γλόμπο) γεμάτη με ένα
αδρανές αέριο. Όταν βιδώσουμε τη λάμπα στο ντουί, το
ηλεκτρικό ρεύμα που περνά από τα δύο σύρματα σύνδεσης
πυρακτώνει το νήμα, που ακτινοβολεί (φωτοβολεί).
νήμα βολφραμίου
μεταλλικό σπείρωμα
(ακροδέκτης)
επαφή
(ακροδέκτης)
βάσης
ντουί
διαδρομή
ρεύματος
σύρματα
σύνδεσης
καλώδιο
49. κατεύθυνση κίνησης
ελεύθερων
ηλεκτρονίων (e-
) στο
κλειστό κύκλωμα
διακόπτης (κατσαβίδι)
μπαταρίες 1,5 V
Γιατί ακτινοβολεί το νήμα της λάμπας;
Καθώς τα ελεύθερα ηλεκτρόνια (το ρεύμα) περνούν μέσα
από το νήμα της λάμπας συγκρούονται συνεχώς με τα
άτομα του βολφραμίου διεγείροντάς τα σε ακτινοβολία.
Και αυτό επειδή…
50. φυσική τροχιά
επιτρεπόμενη τροχιά
μεγαλύτερης ακτίνας
Σύμφωνα με το μοντέλο
του Bohr τα ηλεκτρόνια
στο άτομο μπορούν να
κινηθούν σε κυκλικές
τροχιές με καθορισμένη
ακτίνα.
Ένα ηλεκτρόνιο, όμως,
από κάποια αιτία, λ.χ.
σύγκρουση, μπορεί να
μεταπηδήσει προσωρινά
από μία τροχιά σε άλλη
επιτρεπόμενη τροχιά.
πυρήνας
ηλεκτρόνιο
Άλμα ηλεκτρονίου και ακτινοβολία
51. φυσική τροχιά
επιτρεπόμενη τροχιά
μεγαλύτερης ακτίνας
Το ηλεκτρόνιο στη νέα
αυτή τροχιά μεγαλύτερης
ενέργειας παραμένει
ελάχιστα.
Η επάνοδός του στη
φυσική (κανονική) τροχιά
του δημιουργεί το φως
(ακτινοβολία).
πυρήνας
ηλεκτρόνιο
φωτόνιο (κβάντο φωτός)
Άλμα ηλεκτρονίου και ακτινοβολία
52. Τότε και τώρα…
Η ευρεία χρήση του
ηλεκτρισμού στην
καθημερινή ζωή από
την αρχή
του 20ού αιώνα,
στη διάρκεια πενήντα
χρόνων μετέτρεψε τις
λάμπες πετρελαίου σε
όλο και περισσότερα
σπίτια σε
διακοσμητικές βάσεις
για τις λάμπες
πυράκτωσης.
53. Οι απαρχές του ηλεκτρισμού
βρίσκονται στα πειράματα τριβής με
ήλεκτρο του Θαλή του Μιλήσιου (6ος αιώνας
π.Χ.). Πολύ αργότερα, κατά το 18ο και 19ο
αιώνες, επιστήμονες όπως ο Κουλόμπ, ο Βόλτα,
ο Αμπέρ, ο Φαραντέι κ.ά., εξιχνίασαν σταδιακά
τα μυστήρια του ηλεκτρισμού. Αποτέλεσμα αυτής
της επιστημονικής έρευνας είναι η τεχνολογική
πρόοδος που ακολούθησε και
η ευρεία χρήση του ηλεκτρισμού στην
καθημερινή ζωή από την αρχή
του 20ού αιώνα ...
Ανακεφαλαιώντας…
54. Ο ηλεκτροφωτισμός άρχισε
να εφαρμόζεται από το1850 με τη χρήση
λαμπτήρων τόξου,
αλλά η ουσιαστική του ανάπτυξη ακολούθησε την
εφεύρεση του κηρίου (λάμπας) Γιαμπλότσκοφ, το 1876,
και του ηλεκτρικού λαμπτήρα πυράκτωσης
(γλόμπου), το 1879, που εντέλει επικράτησε. Από το
1940 υπάρχουν οι λαμπτήρες εκκένωσης στους
οποίους το φως παράγεται με φωταύγεια μεταλλικού
ατμού υδραργύρου (λαμπτήρες φθορισμού),
και νατρίου (λαμπτήρες ατμών νατρίου
κίτρινου φωτός ).
Ανακεφαλαιώντας…
55. Από το λυχνάρι στον ηλεκτρικό λαμπτήρα…
Γράψε ένα σύντομο κείμενο για τα είδη φωτισμού των πόλεων
της Ευρώπης και της Β. Αμερικής κατά το τέλος του 19ου αιώνα
και πώς αντίστοιχα φωτίζονταν τα σπίτια.
Φτιάξε ένα χρονολόγιο χρήσης πηγών φωτισμού κατά τον 6ο αι. π.Χ.,
τον 1ο αι. μ.Χ., τα έτη 1600, 1890, 1940 και 2000. Γράψε μια σύντομη
αναφορά εκθέτοντας πώς ο τρόπος φωτισμού επηρέαζε τη ζωή και τις
δραστηριότητες των ανθρώπων και κάνε τις απαραίτητες συγκρίσεις.
Αναζήτησε ομοιότητες και διαφορές μεταξύ των κυρίων τύπων
λυχνιών ως προς την κατασκευή και τη λειτουργία, την επικινδυνότητα,
το κόστος κλπ. και σχολίασε τα ευρήματά σου.
Αναζήτησε πληροφορίες για τους πρωτοπόρους στην προσπάθεια
κατασκευής του λαμπτήρα πυράκτωσης. Σκιαγράφησε την προσωπικότητα
και τη συμβολή τους στην εξέλιξη της τεχνολογίας και στην πρόοδο της
φυσικής.
57. Την εποχή των παγετώνων, 30 000 χρόνια πριν, ο
άνθρωπος χρησιμοποίησε φυσικές χρωστικές ουσίες για
να δημιουργήσει έργα ζωγραφικής, σαν αυτά που έχουν
βρεθεί σε σπήλαια στο Lascaux της Γαλλίας και αλλού.
Οι καλλιτέχνες πρέπει να είχαν χρησιμοποιήσει φωτιά για
να φωτίσουν το χώρο, αφού πολλές βραχογραφίες είναι
βαθιά στο σπήλαιο μακριά από το φως της μέρας…
58. Δες περισσότερα στο κεφάλαιο:Πυρηνική φυσική>Μηχανισμοί ραδιενεργών διασπάσεων>
5730
έτη
5730
έτη
5730
έτη
5730
έτη
1 kg 0,5 kg
0,25 kg 0,125
kg
0,0625
kg
Ραδιοχρονολόγηση και αρχαιολογική έρευνα
Στην αρχαιολογία μια συνήθης μέθοδος προσδιορισμού της ηλικίας
των ευρημάτων είναι η ραδιοχρονολόγηση άνθρακα. Αν σε ένα
αρχαίο οργανικό υλικό υπήρχε αρχικά 1 kg του ραδιενεργού
ισοτόπου άνθρακα-14, 22 920 χρόνια μετά τη νέκρωσή του θα
ανιχνευτούν μόλις 62,5 g άνθρακα-14, επειδή η ποσότητα του
άνθρακα-14 στο εύρημα υποδιπλασιάζεται κάθε 5730 χρόνια. Έτσι, η
ηλικία του μπορεί να υπολογιστεί αν μετρήσουμε την ποσότητα του
άνθρακα-14 που έχει απομείνει σήμερα.
59. «Πατατοφάγοι», έργο του 1885 του Ολλανδού ζωγράφου Βαν Γκογκ (Vincent Van
Gogh, 1853-1890). Μια λάμπα λαδιού φωτίζει το χώρο.
60. Καύση και φλόγα
Η καύση είναι χημική αντίδραση μεταξύ ουσιών, μία από
τις οποίες είναι το οξυγόνο. Κατά την καύση εκλύεται
θερμότητα και φως με τη μορφή φλόγας. Για να ανάψει
φλόγα χρειάζονται: καύσιμο, αέρας και υψηλή
θερμοκρασία για ανάφλεξη. Με άλλα λόγια φλόγα είναι η
μάζα του καυσίμου σε μορφή αερίου και του αέρα
(οξυγόνου) καθώς καίγονται με μεγάλη ταχύτητα. Η φλόγα
έχει περίπλοκη μορφή. Το φως που εκπέμπει οφείλεται
στην παρουσία ιονισμένων σωματιδίων (ατόμων ή
μορίων) και το χρώμα της εξαρτάται από το καύσιμο και τη
θερμοκρασία. Τα περισσότερο αναφλέξιμα αέρια
περιέχουν στη σύνθεσή τους υδρογόνο και άνθρακα
(είναι, δηλαδή, οργανικές ενώσεις όπως τα φυτικά και
ζωικά λίπη και λάδια, το οινόπνευμα, το πετρέλαιο, η
βενζίνη, το φυσικό αέριο, το ξύλο, το κερί κ.ά.). Άλλα αέρια
δεν είναι αναφλέξιμα, λόγου χάρη, ο υδρατμός και το
διοξείδιο του άνθρακα δεν αντιδρούν με το οξυγόνο.
Πορτοκα-
λόχρωμη
φλόγα
κεριού
Κόκκινη
φλόγα
στροντίου
Κίτρινη
φλόγα
νατρίου
61. Καύση και φλόγα
Η καύση είναι χημική αντίδραση μεταξύ ουσιών, μία από
τις οποίες είναι το οξυγόνο. Κατά την καύση εκλύεται
θερμότητα και φως με τη μορφή φλόγας. Για να ανάψει
φλόγα χρειάζονται: καύσιμο, αέρας και υψηλή
θερμοκρασία για ανάφλεξη. Με άλλα λόγια φλόγα είναι η
μάζα του καυσίμου σε μορφή αερίου και του αέρα
(οξυγόνου) καθώς καίγονται με μεγάλη ταχύτητα. Η φλόγα
έχει περίπλοκη μορφή. Το φως που εκπέμπει οφείλεται
στην παρουσία ιονισμένων σωματιδίων (ατόμων ή
μορίων) και το χρώμα της εξαρτάται από το καύσιμο και τη
θερμοκρασία. Τα περισσότερο αναφλέξιμα αέρια
περιέχουν στη σύνθεσή τους υδρογόνο και άνθρακα
(είναι, δηλαδή, οργανικές ενώσεις όπως τα φυτικά και
ζωικά λίπη και λάδια, το οινόπνευμα, το πετρέλαιο, η
βενζίνη, το ξύλο, το κερί , το φυσικό αέριο, κ.ά.). Άλλα
αέρια δεν είναι αναφλέξιμα, λόγου χάρη, ο υδρατμός και
το διοξείδιο του άνθρακα δεν αντιδρούν με το οξυγόνο.
2
Πορτοκα-
λόχρωμη
φλόγα
κεριού
Κόκκινη
φλόγα
στροντίου
Κίτρινη
φλόγα
νατρίου
62. Κατά την καύση των οργανικών ενώσεων, γίνεται ταχύτατη ένωση του
οξυγόνου με τον άνθρακα και το υδρογόνο και παράγεται διοξείδιο του
άνθρακα και νερό. Ταυτόχρονα εκλύεται μεγάλο ποσό θερμότητας και
εμφανίζεται φλόγα. Τα αέρια προϊόντα της καύσης είναι τα καυσαέρια.
Κατά την πλήρη καύση του καυσίμου, τα καυσαέρια αποτελούνται
αποκλειστικά από διοξείδιο του άνθρακα και υδρατμούς.
Κατά την ατελή καύση του, τα καυσαέρια μπορεί να περιέχουν και
μονοξείδιο του άνθρακα, άνθρακα (με τη μορφή αιθάλης, καπνιάς) ή
και άλλες άκαυστες ουσίες.
Τα υγρά καύσιμα, όπως το πετρέλαιο, εκτός από υδρογονάνθρακες
περιέχουν και προσμίξεις από ενώσεις άλλων στοιχείων, λόγου χάρη
θείου. Το ίδιο συμβαίνει και με τις προσμίξεις στα στερεά καύσιμα
(ξύλο, άνθρακας κ.ά.). Κατά την καύση, οι προσμίξεις του θείου
μετατρέπονται σε διοξείδιο του θείου, το οποίο αποτελεί έναν από
τους κυριότερους ρύπους του ατμοσφαιρικού αέρα.
Καύση και καυσαέρια
63. ○ Για να ανάψει φλόγα στο ξύλο χρειάζεται οξυγόνο (ατμοσφαιρικός
αέρας) και υψηλή θερμοκρασία για να γίνει ανάφλεξη (από φλόγα
σπίρτου, τριβή, ηλεκτρικό σπινθήρα κ.ά.).
○ Όταν το ξύλο αναφλεγεί, σε θερμοκρασία περίπου 150 ο
C,
αποσυντίθεται (αποστάζει). Ορισμένα από τα συστατικά του, που
είναι πτητικά υγρά, εξαερώνονται και αναφλέγονται (στους 260 ο
C).
Είναι ο καπνός, που αποτελείται από υδρατμό, μονοξείδιο και
διοξείδιο του άνθρακα. Ό,τι απομένει από την καύση του ξύλου είναι
άνθρακας (κάρβουνο, αιθάλη) και στάχτη, που αποτελείται από τις
ουσίες του ξύλου που δεν καίγονται (ενώσεις του ασβεστίου, καλίου
κ.ά.)
○ Τα σωματίδια του άνθρακα, που παρασύρονται προς την κορυφή
της φλόγας από το θερμό ρεύμα αέρα, λόγω της υψηλής
θερμοκρασίας (περίπου 800 ο
C) πυρώνονται και ακτινοβολούν (αυτό
κάνει ορατή τη φλόγα).
Πώς ανάβει και καίγεται το ξύλο;
64. Πώς καίει το κερί;
Τα κεριά είναι ένα σύστημα φωτισμού
στο οποίο το καύσιμο είναι το ίδιο το
αντικείμενο. Όταν ένα κερί καίει, η
φλόγα λειώνει το κερί κοντά στο φυτίλι.
Το φυτίλι απορροφά το υγρό κερί και το
τραβά προς τα πάνω, στην κάφτρα. Η
θερμότητα της φλόγας διασπά το υλικό
(κηρήθρα μέλισσας, παραφίνη κλπ.) και
οι ουσίες που είναι πτητικά αέρια
αναφλέγονται. Με άλλα λόγια αυτό που
καίγεται είναι ατμοί κεριού. Το φυτίλι
δεν καίγεται, επειδή καθώς το υγρό
κερί εξατμίζεται ψύχει το εκτεθειμένο
στη φλόγα τμήμα του φυτιλιού και το
προστατεύει.
υγρό κερί
κάφτρα
ατμοί
κεριού και
αέρας
65. Κατά την εξάτμιση θερμότητα μεταφέρεται από το περιβάλλον
στο υγρό. Για το λόγο αυτό αν ρίξουμε οινόπνευμα στο χέρι
μας, αισθανόμαστε ψύχος καθώς το οινόπνευμα εξατμίζεται.
Με άλλα λόγια η εξάτμιση είναι ένας μηχανισμός ψύξης και σε
αυτό στηρίζεται η λειτουργία του ηλεκτρικού ψυγείου και του
κλιματιστικού. Επίσης, η εξάτμιση είναι παράγοντας
θερμορύθμισης του οργανισμού του ανθρώπου. Για το λόγο
αυτό, όταν ζεσταινόμαστε το σώμα μας ιδρώνει. Η
θερμοκρασία μας επανέρχεται στο φυσιολογικό επίπεδο με την
εξάτμιση του ιδρώτα, επειδή με τη διαδικασία αυτή μεταφέρεται
θερμότητα από το σώμα μας στο περιβάλλον.
Ψύξη από εξάτμιση
Δες περισσότερα στο κεφάλαιο: Θερμότητα>Η εξάτμιση>Παραδείγματα
66. Σπερματέλαιο
Το σπερματέλαιο είναι
κιτρινωπό ρευστό κερί που
λαμβάνεται από την κεφαλική
κοιλότητα της φάλαινας. Σήμερα
χρησιμοποιείται ως λιπαντικό
σε μηχανήματα ακριβείας και
παλαιότερα για την κατασκευή
των κεριών «σπαρματσέτων».
Βρίσκεται στο όργανο
σπερματσέτι, που συμβάλλει
στην ικανότητα του κήτους να
καταδύεται σε μεγάλα βάθη. Σε
μια μεγάλη αρσενική φάλαινα
αυτό το όργανο μπορεί να
περιέχει περίπου τέσσερις
τόνους σπερματέλαιου.
όργανο
σπερματσέτι φυσητήρας
δεξί
ρουθούνι
τομή κεφαλιού φάλαινας
67. Στεατίνη – Παραφίνη
Η στεατίνη είναι άχρωμο και άοσμο στερεό με κύρια συστατικά
τον άνθρακα και το υδρογόνο, αδιάλυτο στο νερό, με
θερμοκρασία τήξης 71,6 ο
C. Βρίσκεται στο πρόβειο λίπος.
Εκτός από την παρασκευή κεριών χρησιμοποιείται στην
κατασκευή σαπουνιών, αδιάβροχων επικαλύψεων κ.ά.
Η παραφίνη παράγεται από την απόσταξη του πετρελαίου
αλλά και συνθετικά. Είναι λευκό, στερεό κερί που τήκεται στους
60 ο
C. Χρησιμοποιείται και ως στιλβωτικό πατωμάτων, ως
αντισκωρικό, στη βιομηχανία απορρυπαντικών και
καλλυντικών και αλλού.
68. Οι αλλαγές στον τρόπο ζωής…
Ο Γάλλος ζωγράφος
Ρενουάρ (1841-
1919) στο έργο του
«Bal du Moulen de la
Galette», του 1876,
απεικονίζει μια
σκηνή της κοινωνίας
της εποχής του, με
τους Παριζιάνους
μικροαστούς,
εργάτες και
εργάτριες να
διασκεδάζουν στο
κατάφωτο πάρκο
Moulen de la Galette
στο λόφο της
Μοντμάρτης.
69. Φωταέριο και ρύπανση
Το φωταέριο υπήρξε ρυπαντής του ατμοσφαιρικού
αέρα και η καύση του δημιουργούσε μια πνιγηρή,
βρώμικη ατμόσφαιρα στα σπίτια, στα εργοστάσια, στις
πόλεις. Στα συστατικά του περιλαμβάνονταν, μεταξύ
άλλων, βενζόλη και μονοξείδιο του άνθρακα, ουσίες
καρκινογόνες (βρίσκονται και στον καπνό του
τσιγάρου) – επιπρόσθετα το μονοξείδιο του άνθρακα
είναι δηλητήριο για τον οργανισμό μας. Μετά την
εφεύρεση του πλέγματος Auer αφαιρούσαν τη βενζόλη
(στην οποία οφειλόταν η λαμπρή φλόγα) από το
φωταέριο πριν από τη διανομή του. Από το πλέγμα,
πάλι, απελευθερώνονται ραδιενεργά προϊόντα από τα
χημικά στοιχεία που περιέχει, καθώς αυτά
θερμαίνονται και ακτινοβολούν. Σήμερα, το φωταέριο
έχει αντικατασταθεί στα δίκτυα των πόλεων από το
πολύ λιγότερο ρυπαντικό φυσικό αέριο.
Σήμερα στις
φορητές λάμπες
υγραερίου
χρησιμοποιούνται
κεραμικά
πυρακτούμενα
πλέγματα τύπου
Auer.
70. Άναμμα φλόγας με τριβή…
Παρόμοια, χτυπώντας μεταξύ
τους δυο πυριτόλιθους
(τσακμακόπετρες) ή ένα κομμάτι
ατσάλι σε πυριτόλιθο,
δημιουργούνται σπινθήρες με
τριβή, που ανάβουν ξερά και
στεγνά προσανάμματα...
κουτί με
προσανάμματα
πυριτόλιθοςατσάλι
Όταν το ραβδί από σκληρό ξύλο
τρίβεται γρήγορα μπρος πίσω στο
κούτσουρο, η θερμότητα που
αναπτύσσεται από την τριβή μπορεί
να αναφλέξει ξερά και στεγνά
ροκανίδια. Παλαιά τεχνική που
χρησιμοποιούσαν και τον 20ό αιώνα
οι αυτόχθονες Αυστραλοί Αβοριγίνες.
ραβδί
μαλακό ξύλο
71. Άναμμα φλόγας και σπίρτα…
Το άναμμα του σπίρτου είναι αποτέλεσμα χημικής αντίδρασης,
αφού πρώτα η κεφαλή του από εύφλεκτο υλικό αναφλεγεί με τριβή
σε κατάλληλη επιφάνεια. Τα πρώτα σπίρτα φτιάχτηκαν από τον
Άγγλο χημικό J. Walker το 1827, αλλά όταν άναβαν, μύριζαν πολύ
άσχημα – μέχρι τότε τις λάμπες και τα κεριά τα άναβαν το ένα με
το άλλο ή με σπινθήρα από πυριτόλιθο. Για να απαλείψει την
άσχημη οσμή ο Γάλλος χημικός Ch. Sauna, το 1832, πρόσθεσε
στο μίγμα της κεφαλής λευκό φωσφόρο, που είναι δηλητήριο...
Σπίρτα «ασφαλείας», σαν τα σημερινά, κυκλοφόρησαν το 1855.
Η κεφαλή των σπίρτων αποτελείται
από χλωριούχο κάλιο, διοξείδιο του
μαγγανίου, διχρωμικό κάλιο,
θειούχο αντιμόνιο και γυαλί.
Η επιφάνεια τριβής στο κουτί είναι
από κόκκινο φωσφόρο
και σκόνη γυαλιού.
72. Ο Davy επιδεικνύει το ηλεκτρικό τόξο στα μέλη του Royal Institution του Λονδίνου
(1809), όπου ήταν καθηγητής της χημείας. Ο λαμπτήρας του τροφοδοτούταν με
ηλεκτρικό ρεύμα από συστοιχία 2000 μπαταριών που βρίσκονταν στο υπόγειο του
κτηρίου. Κατά τα επόμενα 70 χρόνια διάφοροι μηχανικοί χρησιμοποίησαν το τόξο για
να κάνουν πρακτικούς ηλεκτρικούς λαμπτήρες .
Λαμπτήρας ηλεκτρικού τόξου
μπαταρίες
λυχνία
καλώδια
73. Δες περισσότερα στο κεφάλαιο:
Θερμότητα>Βρασμός>Παραδείγματα>Υδρατμοί & ατμοκίνηση
Η ηλεκτρική ενέργεια από το σταθμό παραγωγής μέχρι το σημείο τελικής
χρήσης (σπίτια, γραφεία, μαγαζιά, εργοστάσια) μεταφέρεται με το δίκτυο
διανομής της ηλεκτρικής ισχύος και με ταχύτητα που πλησιάζει την
ταχύτητα του φωτός…
σταθμός
παραγωγής ΔΕΗ
20 kV
γραμμές
μεταφοράς ρεύματος
400 kV
καταναλωτές
220 V
Ηλεκτροφωτισμός και δίκτυο διανομής
20 kV
υποσταθμός διανομής
74. Σε μια συνηθισμένη λάμπα 60 Watts το νήμα
από λεπτό σύρμα βολφραμίου έχει πάχος
0,25 χιλιοστόμετρα και μήκος περίπου 2
μέτρα. Χωράει μέσα στη λάμπα γιατί είναι
τυλιγμένο σε διπλή σπείρα και έτσι έχει
μόνον 2,5 εκατοστόμετρα μήκος. Το
βολφράμιο είναι το πιο ανθεκτικό γνωστό
υλικό σε υψηλές θερμοκρασίες (έχει
θερμοκρασία τήξης 3410 ο
C) αλλά είναι και
ιδιαίτερα δραστικό. Για αυτό γεμίζουμε τις
λάμπες με αδρανές αέριο, όπως άζωτο ή
αργό, για να αποφύγουμε τη χημική
αντίδρασή του με τον αέρα και την
καταστροφή του…1 mm
Λαμπτήρας πυράκτωσης
βίντεο
75. Το άτομο του υδρογόνου έχει μόνο ένα ηλεκτρόνιο. Στην περίπτωση
που αυτό διεγερθεί (για παράδειγμα ύστερα από σύγκρουση δύο
ατόμων) το ηλεκτρόνιο παίρνοντας ένα μέρος της ενέργειας
σύγκρουσης (κινητικής ενέργειας) μεταπηδά προσωρινά σε
επιτρεπόμενη τροχιά υψηλότερης ενέργειας (μεγαλύτερης ακτίνας).
Όταν επιστρέφει στην κανονική του τροχιά, το ηλεκτρόνιο
απελευθερώνει την επιπλέον ενέργεια εκπέμποντας ένα φωτόνιο.
σταθερή κατάσταση
διέγερση
αποδιέγερση
και ακτινοβολία
σταθερή κατάσταση
Μηχανισμός παραγωγής φωτός στο άτομο υδρογόνου
76. Το φως που βλέπουμε δεν είναι τίποτε άλλο από ένας μεγάλος αριθμός
φωτονίων, που εκπέμπουν τα ηλεκτρόνια των διεγερμένων ατόμων
καθώς επιστρέφουν στη φυσική τροχιά τους. Το χρώμα του φωτός
εξαρτάται από το άλμα του ηλεκτρονίου (την ακτίνα της επιτρεπόμενης
τροχιάς) και από το είδος του υλικού. Τα άτομα των μετάλλων αν
θερμανθούν αρκετά (2200 ο
C) εκπέμπουν λευκό φως. Στη φλόγα,
ανάλογα με τη θερμοκρασία, η ακτινοβολία που εκπέμπεται από τα
διάπυρα άτομα άνθρακα αρχίζει από πορτοκαλοκίτρινο στις χαμηλές
θερμοκρασίες (περίπου 800 ο
C) μέχρι μπλε-ιώδες ή/και λευκό στις
υψηλότερες.
Χρώμα ακτινοβολίας και άλματα ηλεκτρονίων
Ακτινοβολία νήματος
βολφραμίου λαμπτήρα
Φλόγα σπίρτου
Φλόγα κεριού
(διέγερση ατόμων
άνθρακα)
Ακτινοβολία τόξου
(διέγερση ατόμων
οξυγόνου)
77. Μεταξύ αυτών των δυο εικόνων (Βαν Γκογκ, «Νυχτερινό καφέ», Παρίσι 1888
και αφή της Ολυμπιακής φλόγας στην Ολυμπία, 2004) υπάρχει διαφορά 116
χρόνων. Αν και θεματολογικά οι εικόνες είναι διαφορετικές, έχουν κάτι
κοινό…
Δαυλός
υγραερίου
Λάμπα
φωταερίου
Τότε και τώρα…
80. Δες περισσότερα στο κεφάλαιο:
Ηλεκτρισμός> Τι είναι η αντίσταση σε ένα μεταλλικό αγωγό;>
Ηλεκτρισμός> Αντιστάτες σε σειρά και παράλληλα>
Άλλες αναφορές:
D. Burnie, Φως, σειρά Ανακαλύπτω την Επιστήμη, εκδ. Ερευνητές, 1992,
σελ. 44, 52-57
S. Parker, Ηλεκτρισμός, σειρά Ανακαλύπτω την Επιστήμη, εκδ. Ερευνητές,
1992, σελ. 18-23, 42-49
Μ. Ουίλσον, Ενέργεια, Επιστημονική βιβλιοθήκη Life, εκδ. Λύκειος Απόλλων,
σελ. 102-124
Εγκυκλοπαίδεια Πάπυρος- Λαρούς- Μπριτάννικα, Εκδοτικός Οργανισμός
Πάπυρος, Αθήνα: σχετικά λήμματα
Στο διαδίκτυο:
http://www.focusmag.gr/articles/view-article.rx?oid=53309
http://www.unc.edu/courses/rometech/public/content/arts_and_crafts/Libba_
McElreath/artificial_light_in_rome.html#How%20do%20Lamps%20Work
http://www.howstuffworks.com/gas-lantern.htm
http://www.buildingconservation.com/articles/lighting/lighting.htm
http://www.ysartglass.pwp.blueyonder.co.uk/Bulbs/LB22calendar.htm
http://scitech.mus.il.us/atom-webexhibit.htm
Π
ΛΗ
ΡΟ
Φ
Ο
ΡΙΕΣ
