С тех времён, когда потомки первых людей продвинулись в своём развитии и научились мастерить достаточно сложные устройства, длительности светового дня стало не хватать даже для выполнения житейских задач. Поэтому человечеству пришлось придумать осветительные приборы, которые позволили им эффективно использовать тёмное время суток.
Самыми первыми источника света, вероятно, были зажжённые лучины, факелы или пропитанные смолой фитили из травы. Когда люди перешли к более-менее оседлому образу жизни, у них появился воск для свечей и очищенные масла для светильников. В конце-концов один из представителей человечества сумел поставить электричество на службу несения света человеку в долгие и тёмные вечера. Имя тому человеку было — Александр Николаевич Лодыгин, который изобрёл лампочку накаливания.
Суть его изобретения заключалась в том, что электрический ток, проходя в лампочке через угольную нить, нагревал её до такой степени, что она начинала ярко светиться. В дальнейшем конструкция лампочки была усовершенствована — вместо угольной нити поставили вольфрамовое волокно, а защитную оболочку вокруг волокна — стеклянную колбу, — заполнили инертным газом. Это позволило значительно увеличить время работы лампы. С тех пор прошло около 100 лет, но лампа накаливания принципиально не изменилась и до сих пор используется во всех сферах жизни.
Помимо привычных всем ламп накаливания были изобретены и другие источники света: светодиодные, газоразрядные (люминесцентные), хемилюминесцентные. На сегодняшний день они очень активно используются. С вероятностью 99% вы сейчас смотрите на экран, который подсвечивается светодиодами или использует их- они же LED. Заметим, что использование светодиодов для подсветки экранов позволило существенно снизить расход электроэнергии при их работе. Хемилюминесцентные источники света были наверняка замечены вами в фильмах — в виде начинавшихся светиться после разлома палочек.
Несмотря на заметную энергоэффективность относительно новых источников света (более-менее хорошие светодиоды появились лет 10 назад) и их долговечность, старые добрые лампочки накаливания всё равно продолжают использоваться людьми. И для этого есть весомые причины.
1) Хирургам при оперировании крайне важно видеть в рабочей области всё — нервы, сосуды, ткани, осколки костей и так далее. Если рабочая область (рана т.е.) освещается обычным светодиодным источником, то сложно, например, отличить нервы от сосудов. Это связано с тем, при освещении обычным светом, содержащим множество волн, сосуды или нервы отражают его по-разному — назад идут волны с разными длинами. Это в общем справедливо и для всего остального. При естественном освещении нервы, например, видятся жёлтыми. Светодиодный источник света, имеющий узкий спектр, отражается практически одинаково от разных элементов, делая их неразличимыми для глаза. Некоторые хирурги специально ищут старые мощные фары от тракторов и просят установить их в операционной.
2) Лампы накаливания имеют коэффициент полезного действия около 5%. Например, лампочка мощностью 100 Вт испускает волны в видимом диапазоне, которые переносят энергию примерно 5 Дж за 1 с. Оставшаяся часть энергии уходит, в основном, через волны в инфракрасном диапазоне и ощущается нами как тепло. Поэтому лампы накаливания незаменимы в террариумах для самых разных гадов, которые под лампой могут греться, как под Солнцем.
3) Люди, получившие образование ещё при Советском Союзе, знают, что свет от обычной лампы накаливания достаточно близок по своим характеристикам к свету от Солнца. Поэтому привычное с точки зрения эволюции освещение для глаз оказывается и безопаснее, и полезнее. Тут нужно немного пояснить это утверждение. Световой поток, попадающий на сетчатку, ограничивается размером зрачка — отверстием в радужной оболочке. Особенность зависимости (размер зрачка)-(уровень освещённости) состоит в том, что глаз при обычной освещённости «ориентируется» на уровень энергии, приходящейся на спектральный максимум — это примерно 550 нм. То есть в зависимости от того, сколько энергии переносят волны с длинами около 550 нм, устанавливается размер зрачка. Такой подход обеспечивает защиту сетчатки глаза от выгорания из-за солнечного ультрафиолета. Если же сделать, например, источник освещения с очень ярким с максимумом энергии в районе 500 нм (т.е. голубоватый свет), то размер зрачка хуже подстроится под уровень освещённости — волн с длиной 550 нм мало, и глаз «думает, что неплохо бы увеличить величину светового потока. Это в свою очередь приведёт к большему выгоранию сетчатки, так как энергетическое действие света на вещество никто не отменял. Таким образом, лампа накаливания как минимум безопаснее источников света, много излучающих в короткой части спектра.
Существует и вторая причина, по которой стоит выбрать лампы накаливания. Как было отмечено, их спектр достаточно близок по составу к спектру солнечного света, поэтому хорошо сделанная лампа будет воздействовать на психику благотворно. В этом вы можете убедиться самостоятельно, поработав несколько вечеров при адекватном освещении лампы накаливания, а не её имитации. Если вы дочитали до этого места, можете вспомнить о каком-нибудь уютном для вас кафе и подумать о том, какое там освещение? Жёлтое, приглушённое, похожее на солнечный свет?
В целом наши рассуждения о пользе лампы накаливания для психики и глаз можно назвать рассуждениям «по понятиям», но вы можете проверить на себе, как приятно работать при хорошем и мягком освещении.
Заключение. Лампы накаливания до сих пор не устарели и могут приносить большую пользу. Их недостатками, которые можно потерпеть, являются относительно невысокий коэффициент полезного действия и малый срок службы по сравнению с другими типами современных ламп. Впрочем, мы подозреваем, что увеличить срок службы лампы накаливания можно без всяких проблем, за счёт современных технологий и довести его до нескольких лет.