Номер 3, страница 98, часть 2 - гдз по физике 8 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 2. Глава 6. Характеристики электрических цепей. Параграф 69. Лабораторные и исследовательские работы. Темы исследовательских и проектных работ - номер 3, страница 98.

Условие.

• История лампы накаливания.

Решение.

История лампы накаливания — это история многих изобретателей, которые на протяжении всего XIX века вносили свой вклад в создание надежного и доступного источника электрического света. Она не является заслугой одного человека, а результатом последовательных открытий и усовершенствований.

Ранние разработки (начало XIX века)

Первые эксперименты, демонстрирующие принцип накаливания, начались вскоре после изобретения вольтова столба. В 1802 году английский химик Хэмфри Дэви пропустил электрический ток через платиновую полоску, заставив ее светиться. Это был один из первых примеров инкандесценции, однако прибор не был долговечным и практичным. В 1840 году британец Уоррен де ла Рю поместил платиновую спираль в вакуумную трубку. Идея была верной — вакуум предотвращал окисление, — но высокая стоимость платины делала лампу нерентабельной.

Вклад русских изобретателей

Важный шаг в развитии технологии сделал русский электротехник Александр Николаевич Лодыгин. В 1872 году он создал лампу с угольным стержнем в качестве тела накала, помещенным в герметичную стеклянную колбу, из которой был откачан воздух. В 1874 году он получил российский патент на свое изобретение. Лампы Лодыгина использовались для освещения Адмиралтейства в Санкт-Петербурге и были первыми в мире лампами накаливания, нашедшими практическое применение. Лодыгин также первым предложил использовать в качестве нити накала тугоплавкие металлы, в частности вольфрам.

Другой русский изобретатель, Павел Николаевич Яблочков, в 1876 году создал дуговую лампу, известную как «свеча Яблочкова». Хотя это не лампа накаливания, ее мировой успех значительно подогрел интерес к электрическому освещению и стимулировал дальнейшие исследования в этой области.

Прорыв: Джозеф Суон и Томас Эдисон (1870-е годы)

В то время как Лодыгин проводил свои опыты в России, в Англии и США над созданием долговечной лампы работали другие изобретатели.

Английский физик и химик Джозеф Уилсон Суон начал свои эксперименты еще в 1850-х годах. К 1878 году он разработал и запатентовал лампу с угольным волокном, полученным из обугленной хлопковой нити. Его лампы стали первыми, которые начали производиться в промышленных масштабах в Великобритании.

Американский изобретатель Томас Алва Эдисон подошел к проблеме системно. Он понимал, что для коммерческого успеха нужна не просто лампа, а целая система: от электростанции до патрона и выключателя. В 1879 году, после тысяч экспериментов с различными материалами, его лаборатория создала лампу с нитью из обугленного бамбукового волокна, которая могла непрерывно гореть более 1200 часов. Именно патент Эдисона на эту лампу и созданная им инфраструктура электрического освещения привели к массовому распространению света в домах и на улицах.

Дальнейшее усовершенствование (XX век)

Начало XX века ознаменовалось новыми прорывами. Ключевой проблемой оставалась недолговечность угольной нити.

В 1906 году была разработана технология изготовления нити из тугоплавкого вольфрама. Вольфрамовая нить позволяла поднимать температуру накала, что делало лампу ярче и экономичнее.

В 1910 году сотрудник General Electric Уильям Кулидж усовершенствовал технологию, создав пластичный вольфрам, из которого можно было тянуть тончайшие и очень прочные нити. Это стало стандартом для всех ламп накаливания.

Другое важное улучшение было предложено Ирвингом Ленгмюром в 1913 году. Он обнаружил, что если заполнить колбу инертным газом (например, азотом или аргоном), это замедлит испарение вольфрама с нити, тем самым увеличивая срок службы и светоотдачу лампы. Так появились современные газонаполненные лампы накаливания.

Закат эры ламп накаливания

Несмотря на все усовершенствования, лампа накаливания оставалась крайне неэффективным источником света: более 90% потребляемой ею электроэнергии превращалось в тепло, и лишь малая часть — в свет. С конца XX века и особенно в XXI веке, на фоне роста цен на электроэнергию и требований к энергоэффективности, лампы накаливания стали активно вытесняться более совершенными технологиями: компактными люминесцентными лампами (КЛЛ), а затем и светодиодными (LED) лампами, которые обладают значительно большей светоотдачей и сроком службы.

Ответ: История создания лампы накаливания охватывает весь XIX век и является результатом работы множества ученых и изобретателей по всему миру. Ключевыми этапами стали ранние эксперименты Хэмфри Дэви, создание первой практически применимой лампы с угольным стержнем русским инженером Александром Лодыгиным в 1872 году, коммерциализация и создание целостной системы электроосвещения Томасом Эдисоном (лампа с бамбуковой нитью, 1879 г.) и Джозефом Суоном, а также кардинальные улучшения в XX веке, такие как внедрение вольфрамовой нити (Уильям Кулидж, 1910 г.) и заполнение колбы инертным газом (Ирвинг Ленгмюр, 1913 г.).