Реферат на тему:
-
Вступ
- 1 Історія розвитку штучних джерел світла
- 1.1 Древнє час - свічки, скіпи і лампади
- 1.2 Газові ліхтарі
- 1.3 Поява електричних джерел світла
- 2 Типи джерел світла
- 3 Застосування джерел світла
- 4 Виробництво джерел світла
- 5 Небезпечні чинники джерел світла
- 6 Типові параметри деяких джерел світла Примітки
Штучні джерела світла - технічні пристрої різної конструкції і різними способами перетворення енергії, основним призначенням яких є отримання світлового випромінювання (як видимого, так і з різною довжиною хвилі, наприклад, інфрачервоного). У джерелах світла використовується в основному електроенергія, але також іноді застосовується хімічна енергія та інші способи генерації світла (наприклад, тріболюмінесценціей, радіолюмінесценція, біолюмінесценція і ін.). На відміну від штучних джерел світла, природні джерела світла є природні матеріальні об'єкти: Сонце, Місяць, Полярні сяйва, світлячки, блискавки та ін.
1. Історія розвитку штучних джерел світла
1.1. Древнє час - свічки, скіпи і лампади
Найпершим з використовуваних людьми в своїй діяльності джерелом світла був вогонь (полум'я) багаття. З плином часу і зростанням досвіду спалювання різних горючих матеріалів люди виявили, що більша кількість світла може бути отримано при спалюванні будь-яких смолистих порід дерева, природних смол, масел і воску. З точки зору хімічних властивостей подібні матеріали містять більший відсоток вуглецю по масі і при згорянні сажисті частинки вуглецю сильно розжарюються в полум'я і випромінюють світло. Надалі при розвитку технологій обробки металів, розвитку способів швидкого запалювання за допомогою кресала дозволили створити і в значній мірі удосконалити перші незалежні джерела світла, які можна було встановлювати в будь-якому просторовому положенні, переносити і перезаряджати пальним. А також певний прогрес в переробці нафти, воску, жирів і масел та деяких природних смол дозволив виділяти необхідні паливні фракції: очищене віск, парафін, стеарин, пальмітін, гас і т. П. Такими джерелами стали насамперед свічки, факели, масляні, а пізніше нафтові лампи і ліхтарі. З точки зору автономності та зручності, джерела світла, що використовують енергію горіння палив, дуже зручні, але з точки зору пожежної безпеки (відкрите полум'я), виділень продуктів неповного згоряння (сажа, пари палива, чадний газ) представляють відому небезпеку як джерело загоряння. Історія знає безліч прикладів виникнення великих пожеж, причиною яких були масляні лампи і ліхтарі, свічки та ін.
1.2. газові ліхтарі
Газовий ліхтар в Вроцлаві (Польща)
Подальший прогрес і розвиток знань в області хімії, фізики та матеріалознавства, дозволили людям використовувати також і різні горючі гази, що віддають при згорянні більшу кількість світла. Газове освітлення було достатньо широко розвинене в Англії і ряді європейських країн. Особливою зручністю газового освітлення було те, що з'явилася можливість освітлення великих площ в містах, будівель та ін. За рахунок того що гази дуже зручно і швидко можна було доставити з центрального сховища (балонів) за допомогою прогумованих рукавів (шлангів), або сталевих або мідних трубопроводів, а також легко відсікати потік газу від пальника простим поворотом запірного крана. Найважливішим газом для організації міського газового освітлення став так званий «світильний газ», вироблений за допомогою піролізу жиру морських тварин (китів, дельфінів, тюленів та ін.), А дещо пізніше вироблений в великих кількостях з кам'яного вугілля при коксуванні останнього на газосветільних заводах.
Одним з найважливіших компонентів светильного газу, який давав найбільшу кількість світла, був бензол, відкритий в світильному газі М. Фарадеєм. Іншим газом, який знайшов значне застосування в газосветільной промисловості, був ацетилен, але з огляду на його значній схильності до займання при відносно низьких температурах і великим концентраційним меж займання, він не знайшов широкого застосування в вуличному освітленні і застосовувався в шахтарських і велосипедних «карбідних» ліхтарях. Іншою причиною, утруднений застосування ацетилену в області газового освітлення, була його виняткова дорожнеча в порівнянні з світильним газом.
Паралельно з розвитком застосування найрізноманітніших палив в хімічних джерелах світла, удосконалювалася їх конструкція і найбільш вигідний спосіб спалювання (регулювання припливу повітря), а також конструкція і матеріали для посилення віддачі світла і харчування (гноти, газожарових ковпачки та ін.). На зміну недовговічним ґнотах з рослинних матеріалів (пенька) стали застосовувати просочення рослинних гнотів борною кислотою і волокна азбесту, а з відкриттям мінералу монацита виявили його чудова властивість при прожарюванні дуже яскраво світитися і сприяти повноті згоряння светильного газу. З метою підвищення безпеки використання робоче полум'я стали захищати металевими сітками і скляними ковпаками різної форми.
1.3. Поява електричних джерел світла
Подальший прогрес в області винаходу і конструювання джерел світла в значній мірі був пов'язаний з відкриттям електрики і винаходом джерел струму. На цьому етапі науково-технічного прогресу стало абсолютно очевидно, що необхідно для збільшення яскравості джерел світла збільшити температуру області, яка випромінює світло. Якщо в разі застосування реакцій горіння різноманітних палив на повітрі температура продуктів згоряння досягає 1500-2300 ° C, то при використанні електрики температура може бути ще значно збільшена. При нагріванні електричним струмом різних струмопровідних матеріалів з високою температурою плавлення вони випромінюють видиме світло і можуть служити в якості джерел світла тієї чи іншої інтенсивності. Такими матеріалами були запропоновані: графіт (вугільна нитка), платина, вольфрам, молібден, реній і їх сплави. Для збільшення довговічності електричних джерел світла їх робочі тіла (спіралі і нитки) стали розміщувати в спеціальних скляних балонах (лампах), вакуумованих або заповнених інертними або неактивними газами (водень, азот, аргон та ін.). При виборі робочого матеріалу конструктори ламп керувалися максимальною робочою температурою нагрівається спіралі, і основне перевага була віддана вуглецю (Лампа Лодигіна, 1873 рік) і в подальшому вольфраму. Вольфрам і його сплави з ренієм і по теперішній час є найбільш Широко застосовується матеріалами для виготовлення електричних ламп розжарювання, так як в найкращих умовах вони здатні бути нагріті до температур в 2800-3200 ° C. Паралельно з роботою над лампами розжарювання, в епоху відкриття і використання електрики також були розпочаті і значно розвинені роботи по електродуговим джерелом світла (свічка Яблочкова) і за джерелами світла на основі тліючого розряду. Електродугові джерела світла дозволили реалізувати можливість отримання колосальних по потужності потоків світла (сотні тисяч і мільйони канделл), а джерела світла на основі тліючого розряду - надзвичайно високу економічність. В даний час найбільш досконалі джерела світла на основі електричної дуги - криптонові, ксенонові і ртутні лампи, а на основі тліючого розряду в інертних газах (гелій, неон, аргон, криптон і ксенон) з парами ртуті та інші. Найбільш потужними і яскравими джерелами світла в даний час є лазери. Дуже потужними джерелами світла також є різноманітні піротехнічні освітлювальні склади, застосовувані для фотозйомки, освітлення великих площ у військовій справі (фотоавіабомби, освітлювальні ракети та освітлювальні бомби).
2. Типи джерел світла
Для отримання світла можуть бути використані різні форми енергії, і в зв'язку з цим можна вказати на основні види (по утилізації енергії) джерел світла.
- Електричні: Електричний нагрів тел розжарювання або плазми. Джоулево тепло, вихрові струми, потоки електронів або іонів.
- Ядерні: розпад ізотопів або ділення ядер.
- Хімічні: горіння (окислення) палив і нагрів продуктів згоряння або тел розжарювання.
- Електролюмінесцентні: безпосереднє перетворення електричної енергії в світлову (минаючи перетворення енергії в теплову) в напівпровідниках (світлодіоди, лазерні світлодіоди) або люмінофорах, що перетворюють в світло енергію змінного електричного поля (з частотою зазвичай від кількох сотень Герц до декількох кілогерц), або перетворюють в світло енергію потоку електронів (катодно-люмінесцентні)
- Тріболюмінесцентние: перетворення механічних впливів в світло.
- Біолюмінесцентного: бактеріальні джерела світла в живій природі.
3. Застосування джерел світла
Джерела світла затребувані у всіх областях людської діяльності - в побуті, на виробництві, в наукових дослідженнях і т. П. Залежно від тієї чи іншої області застосування до джерел світла пред'являються найрізноманітніші технічні, естетичні та економічні вимоги, і часом віддається перевагу тому чи іншого параметру джерела світла або сумі цих параметрів.
4. Виробництво джерел світла
5. Небезпечні фактори джерел світла
Джерела світла тієї чи іншої конструкції дуже часто супроводжуються наявністю небезпечних факторів, головними з яких є:
- Відкрите полум'я.
- Яскраве світлове випромінювання небезпечне для органів зору і відкритих ділянок шкіри.
- Теплове випромінювання і наявність розпечених робочих поверхонь здатних привести до опіку.
- Високоінтенсивне світлове випромінювання, яке може призвести до займання, опіку, і пораненню - випромінювання лазерів, дугових ламп і ін.
- Горючі гази або рідини.
- Висока напруга живлення.
- Радіоактивність.
6. Типові параметри деяких джерел світла
Сила світла типових джерел: