Kto wynalazł żarówkę? Historia żarówki, która rozświetliła świat
- Ryszard Skarbek
- 4 dni temu
- 7 minut(y) czytania
Dzieje żarówki to opowieść o pomysłowości, rywalizacji i przełomie technologicznym, który na zawsze odmienił życie ludzi. Choć wielu uważa, że to żarówkę wynalazł Thomas Edison, to prawda jest znacznie bardziej złożona.
W tym artykule opowiemy o tym, kto próbował stworzyć żarówkę, jak wyglądały pierwsze eksperymenty z oświetleniem elektrycznym, dlaczego żarówka Edisona stała się symbolem nowoczesności i jak dziś wyewoluowała w kierunku technologii LED.
Kto wynalazł żarówkę? Czy na pewno był to Thomas Edison?
Historia pokazuje, że odpowiedź na pytanie "Kto wynalazł żarówkę?" nie jest prosta. Bo tak naprawdę nikt nie opracował jej samodzielnie. Czym innym również jest stworzenie nowatorskiego urządzenia, a czym innym opatentowanie rozwiązania, które może być używane na szeroką skalę. Tak więc odpowiedzi na pytania "Kto pierwszy wymyślił?" i "Kto pierwszy otrzymał patent?" mogą się różnić.
Choć za wynalazcę żarówki powszechnie uważa się Edisona, w rzeczywistości poprzedzili go różni naukowcy i inżynierowie. Źródła historyczne podają, że mogło ich być co najmniej 23. Wśród nich najważniejsze nazwiska to: Humphry Davy, Warren de la Rue, Marcellin Jobard, Heinrich Göbel i Joseph Swan.
Brytyjski chemik, Humphry Davy, już w roku 1802, stworzył pierwsze elektryczne źródło światła i wygenerował tzw. światło żarowe (ang. incandescent light). Uzyskał to przepuszczając prąd elektryczny pomiędzy dwoma drutami z platyny. W następnym kroku udało mu się uzyskać dużo jaśniejszy efekt przepuszczając prąd przez włókna węglowe (ang. arc light). I choć to pierwsze rozwiązanie nie było praktyczne, zapoczątkowało dążenia do stworzenia trwałego, bezpiecznego i praktycznego wynalazku. Dzięki tym odkryciom uważany jest za odkrywcę światła elektrycznego.
Davy eksperymentował z możliwościami otrzymywania światła poprzez palenie różnych substancji. W wyniku tych badań w roku 1802 roku skonstruował też pierwszą żarówkę naftową. Użył tam metalowej szpuli, prześcieradła i mleka sodowego, które otaczało płomień. Po latach bardzo udoskonalił tę ideę, co doprowadziło do stworzenia w roku 1815 sławnej lampy górniczej. Pozostawała ona w użyciu górników aż do końca XIX wieku.
W roku 1840, brytyjski astronom i chemik, Warren de la Rue po raz pierwszy zamknął platynową nić żarową w szklanej bańce pozbawionej powietrza i po przepuszczeniu prądu uzyskał jasne światło. Dzięki temu w świecie nauki uznano, że to on wynalazł pierwszą żarówkę. Kilka lat później podobne rozwiązanie wymyślił francuski litograf i fotograf Marcellin Jobard.
Problemem obydwu konstrukcji był jednak wysoki koszt platyny i niska wytrzymałość.
W roku 1854, Heinrich Göbel, niemiecki optyk, który w roku 1849 wyemigrował do USA, zaprezentował swój prototyp żarówki opartej na włóknie węglowym. Ale go nie opatentował. Niemniej jednak od tego momentu w Niemczech to właśnie on jest uważany za wynalazcę żarówki.
Dopiero brytyjski naukowiec Joseph Swan i Amerykanin Thomas Edison zrozumieli, że klucz tkwi w podejściu praktycznym - nie tylko w samym wynalazku, ale i w możliwości jego masowej produkcji.
Swan skonstruował swą pierwszą lampę żarową w roku 1860. Składała się z włókna węglowego umieszczonego w szklanej bańce z powietrzem. Ale pierwszą przydatną do użytku praktycznego żarówkę stworzył dopiero osiemnaście lat później (1878). Pokazuje to, że opracowanie rozwiązania, które byłoby wydajne i bezpieczne zarazem wymagało niezliczonej ilości prób.
W tym samym roku zarejestrował patent w Wielkiej Brytanii. Jego dom w Gateshead jako pierwszy na świecie został oświetlony elektrycznością, a pierwsze takie zdarzenie w budynku publicznym miało miejsce podczas jednego z jego wykładów w 1880 roku.
Thomas Edison opatentował swoją żarówkę w Stanach Zjednoczonych, w dniu 6 października 1879 roku (nr patentu US223898). Nastąpiło to po wielu miesiącach testów z różnymi materiałami – od bambusa po nitki bawełny. Ostatecznie nośnikiem były druty żelazne z domieszką miedzi, które łączyły cienki, ale wytrzymały żarnik z węgla, a wszystko było umieszczone w szkle wypełnionym tlenkiem glinu.
To właśnie on doskonale zrozumiał, że sama żarówka to tylko część systemu. Aby móc zasilać całe miasta, potrzebne były jeszcze elektrownie i sieci przesyłu energii elektrycznej. Dlatego założył Edison Electric Light Company, przekształconą wiele lat później w General Electric.
Przy tej okazji warto podkreślić, że w Polsce pierwsze oświetlenie elektryczne pojawiło się już w roku 1883 i miało to miejsce w Markach, w przędzalni spółki Briggs & Posselt.
Powstanie żarówki i konflikt Thomas Alva Edison vs. Joseph Wilson Swan.
Żarówka opatentowana przez Edisona miała bardzo duże wymiary: 12 cali x 6 cali. Przy takiej wielkości potrzebne były ogromne ilości energii do jej włączenia, dlatego też na początku była uważana za bardzo drogi produkt. Nie miała również bezpiecznego i trwałego gwintu, który znamy dzisiaj. Wymagała dopracowania.
Z kolei konstrukcja Swana składała się z grubego elementu żarowego, który emitował gaz i bardzo szybko pokrywał wnętrze szkła sadzą. Dlatego Brytyjczyk zastosował rozwiązanie Amerykanina w swoich żarówkach, które już sprzedawał w Anglii. To spowodowało konflikt między nimi i złożenie pozwu o naruszenie patentu.
Ostatecznie Swan i Edison porozumieli się, połączyli siły i utworzyli Edison and Swan Electric Light Company, która mogła swobodnie działać zarówno w Europie jaki w Stanach Zjednoczonych. Dzięki temu też praca nad usprawnieniami i komercjalizacją mogła ruszyć pełną parą.
Szkoda, że Edisona nie było stać na podobną postawę w stosunku do N. Tesli. Kto wie, jak potoczyłaby się historia świata, gdyby Nikola Tesla nie opuścił firmy Edisona w roku 1885, o czym piszemy w osobnym artykule dostępnym na blogu Empowerment Coaching Kraków.
Jak działa żarnik na prąd elektryczny i dlaczego był kluczem do sukcesu?
Żarnik to serce żarówki. To on emituje światło dzięki rozgrzewaniu się pod wpływem przepływu prądu. W pierwszych konstrukcjach stosowano materiały grafitowe, które jednak stosunkowo szybko się przepalały.
Z czasem zastąpiono je innym materiałem, który miał znacznie większą odporność na temperaturę. Dzięki temu żarówki elektryczne mogły działać dłużej i świecić jaśniej, stając się podstawowym źródłem światła w każdym domu i biurze. To był przełomowy wynalazek, który zmienił sposób, w jaki ludzie pracowali, uczyli się i spędzali czas po zmroku.
Na czym polegały udoskonalenia na przestrzeni lat?
Powstanie żarówki żarnikowej nie było dziełem przypadku, lecz wynikiem lat badań i prób. Kolejne usprawnienia sprawiały, że stawały się coraz trwalsze i tańsze w produkcji.
Następnym kluczowym krokiem w rozwoju było zastosowanie wolframu. Ten materiał ma bardzo wysoką temperaturę topnienia, dzięki czemu może być utrzymywany w stanie białej temperatury bez ryzyka stopienia. Wolfram charakteryzuje się również dużą elastycznością i niskim współczynnikiem parowania w wysokich temperaturach.
Żarnik wolframowy wymyślił po raz pierwszy rosyjski elektrotechnik Aleksandr Łodygin w roku 1890. Natomiast pracujący w General Electric William Coolidge, opracował metodę wytwarzania ciągliwego drutu wolframowego w 1910 roku. Było to kluczowe dla masowej produkcji.
Ciekawostką jest również to, że znany dzisiaj gwint o nazwie E27 i inne gwinty zaczynające się od przedrostka "E" mają swoje źródło w patencie zarejestrowanym w roku 1881 i noszącym nazwę "Gwint Edisona". To rozwiązanie miało kluczowe znaczenie dla zapewnienia bezpieczeństwa w korzystaniu ze źródła światła.
Pierwszy krok milowy: Halogeny.
W roku 1955, inżynierowie GE, Elmer Fridrich i Emmett Wiley, wynaleźli żarówkę halogenową. Opracowali pierwszą działającą "tungsten–halogen lamp", czyli halogenową wersję klasycznej żarówki wolframowej.
Rozwiązanie halogenowe była ogromnym kamieniem milowym, ponieważ rozwiązało największą wadę klasycznych żarówek - bardzo szybkie zużycie żarnika wolframowego. Jego nazwa pochodzi od gazu umieszczonego w bańce, a jego innowacyjność polega na tzw. cyklu halogenowym.
Wewnątrz zachodzi reakcja między wolframem, a halogenem. To sprawia, że odparowany metal nie osiada na ściankach, lecz łączy się z halogenem i wraca z powrotem na żarnik. To rewolucyjna samonaprawiająca się pętla.
Aby umożliwić działanie cyklu, żarówka musiała pracować w dużo wyższej temperaturze. Dlatego zastosowano:
obudowę z kwarcu, nie szkła,
bardzo małą objętość,
zwiększoną odporność na temperaturę i ciśnienie.
A to przyniosło następujące zalety:
jaśniejsze światło przy tej samej mocy,
wyższa temperatura barwowa (bardziej „białe” światło),
dłuższa żywotność,
mniejsza utrata światłości z czasem.
Kolejny przełom: Dioda, pierwsza żarówka LED i rozwój energooszczędnych źródeł światła.
Współczesny świat zna wiele typów żarówek, ale to rozwiązanie LED zrewolucjonizowała sposób myślenia o oświetleniu. Choć technologia LED (ang. Light Emitting Diode) pojawiła się już w latach 60., dopiero XXI wiek przyniósł jej powszechne zastosowanie.
Pierwsza świecąca dioda powstała w 1962 roku, kiedy Nick Holonyak z GE opracował czerwoną diodę LED. Ale nadawała się ona tylko do elektroniki.
Pierwszą żarówkę LED (a dokładnie: białą diodę LED) opracowali japońscy naukowcy Isamu Akasaki, Hiroshi Amano i Shuji Nakamura w latach 1990 - 1994. Za to odkrycie otrzymali Nagrodę Nobla z fizyki w 2014 roku.
Żarówki LED są niezwykle energooszczędne, mają długą trwałość i nie nagrzewają się jak tradycyjne żarówki żarnikowe. Działają na zasadzie elektroluminescencji, czyli przepływu prądu przez półprzewodnik, który emituje światło. To przykład, jak rozwój technologii potrafi zastąpić klasyczny wynalazek kolejnym rewolucyjnym rozwiązaniem.
Dzięki swojej wydajności i trwałości, lampka LED zużywa nawet o 90% mniej energii. Dlaczego? Bo energia zmienia się bezpośrednio w światło, a nie w ciepło. Może pracować przez 25 000 – 50 000 godzin. To ogromny postęp w kierunku ekologicznego i ekonomicznego oświetlenia przyszłości.
Dlaczego żarówka Edisona pozostaje symbolem wynalazku i kreatywności?
Choć wielu wynalazców miało swój wkład w opracowanie działania żarówki, to właśnie Thomas Edison stał się ikoną. Jego żarówka stała się symbolem innowacji, kreatywności i odwagi, by zmienić świat.
Nie bez powodu żarówka do dziś symbolizuje pomysł, inspirację i moment olśnienia. To dowód, że jeden wynalazek może mieć ogromny wpływ na postęp technologiczny i rozwój cywilizacji.
Podsumowanie krótkiej historii żarówki i rozwoju technologii oświetlenia.
Historia żarówki sięga początku XIX wieku – od eksperymentów Daviego po wynalazek Edisona.
Żarówka Edisona z 1879 roku była przełomowym wynalazkiem w dziedzinie oświetlenia.
Wkład w jej rozwój mieli także J. Swan, W. de la Rue, H. Davy i H. Göbel.
Kolejne rewolucyjne ulepszenia miały miejsce w XX wieku i doprowadziły do powstania rozwiązań halogenowych oraz LED.
Dziś skrót LED symbolizuje nowoczesność, ekologię i technologię źródeł światła elektrycznego, które oszczędzają energię.
Żarówka to więcej niż wynalazek – to symbol ludzkiej wyobraźni i geniuszu.
Zobacz także:
Oriah Mountain Dreamer - zaproszenie do życia
Charles Bukowski cytaty po polsku i wiersze po angielsku
Ks. Jan Twardowski cytaty o śmierci, kochaniu, Bogu, byciu i dawaniu
Czy Blue Monday to mit?
Tim Gallwey - the Inner Game i początki nowoczesnego coachingu
Franz Kafka - o samotności człowieka
Sokrates - czyżby pierwszy dobry coach na świecie?
David Clutterbuck - ojciec współczesnego mentoringu
Noam Chomsky - komunikacja i manipulacja społeczna
Geneza coachingu - czy to zaczęło się jeszcze przed Chrystusem?
Keanu Reeves - krótka biografia
Sir John Whitmore - ojciec coachingu biznesowego
Marilyn vos Savant - osoba o najwyższym IQ na świecie
Skala Hawkinsa - prawda czy kłamstwo? Kinezjologia.
Byron Katie: "oświecona" kobieta z Barstow
Maurice Ravel - inżynier, czy kompozytor?
Fritz Perls - cierpienie, bunt, wojna, zen, teatr i wreszcie psychoterapia
Komentarze