Войти в аккаунт
Хотите наслаждаться полной версией, а также получить неограниченный доступ ко всем материалам?

Как лазер повысил эффективность обычной лампочки

Как лазер повысил эффективность обычной лампочки

Как делаются открытия? На этот счёт есть масса легенд вроде купания Архимеда или яблока, стукнувшего по макушке Ньютона. Впрочем, люди здравомыслящие понимают, что правды в этих историях не больше, чем в сказках про Золушку, а хороший экспромт должен быть тщательно подготовлен. Но в сказки хочется верить. Поэтому недавно - в который ра - мы услышали историю про удивительное и неожиданное открытие ученых из Рочестерского университета (США). Физики налаживали новый фемтосекундный лазер и фокусировали его на спирали обычной лампочки.

Когда её включили, то обнаружили, что в месте лазерного фокуса она светит гораздо ярче, хотя расход электроэнергии не увеличился. После обработки всей спирали яркость лампочки выросла почти вдвое. И авторы метода уверяют, что такая процедура в промышленных масштабах лишь немного увеличит стоимость конечного изделия.

Эффективность лампочек накаливания составляет ничтожные два-три процента, и её удвоение всё равно не позволит конкурировать с флуоресцентными лампами, имеющими эффективность 8-18%, и с белыми светодиодами, чей КПД ещё выше. Зато цена этих \"ветеранов\", по-видимому, долго будет оставаться вне конкуренции, несмотря на то что органические светодиоды и другие новые технологии обещают резкое удешевление производства. И там, где освещение требуется сравнительно редко, применение \"новых старых\" ламп будет экономически оправдано даже при постоянном росте цен на электроэнергию. Возможно, это остудит пыл американских законодателей, которые в ряде штатов хотят попросту запретить использование ламп накаливания уже в ближайшие годы. Эдак скоро обычная лампочка станет предметом вожделения коллекционеров.

Помимо энергетической эффективности есть ещё такая характеристика, как качество освещения. И тут с обычными лампочками тоже конкурировать трудно. Лучшие натриевые газоразрядные лампы низкого давления, которые светят желтым светом, сегодня применяются в уличных фонарях. Их эффективность достигает 29%, и даже белым светодиодам соперничать с ними не под силу. К сожалению, натриевые лампы сильно искажают цвет, поскольку их спектр сосредоточен в узкой полосе в районе 590 нанометров.

Эффективность источника света формально оценивают исходя из спектральной чувствительности наших глаз, которую можно представить как колокол с основанием от 400 до 700 нанометров с максимумом на желтовато-зеленой длине волны 555 нанометров (при низкой освещенности этот максимум \"зеленеет\", смещаясь к 507 нанометрам). Только чисто зеленый свет формально обладает стопроцентной эффективностью, но о цветопередаче в этом случае говорить не приходится. У естественного солнечного света эффективность всего 14%, поскольку большая часть солнечной энергии приходится на инфракрасную область спектра.

Но вернёмся к нашим героям. По предыдущим публикациям легко отследить, как учёные постепенно шли к своему \"случайному\" успеху. Три года назад с помощью серии фемтосекундных лазерных импульсов они научились делать поверхность металлов черной, хорошо поглощающей и излучающей свет с любой длиной волны. Фемтосекундные лазеры относительно компактны и могут питаться от обычной розетки, но в очень коротком импульсе они концентрируют колоссальную мощность. Попав на поверхность металла, импульс нагревает электроны, превращая их в богатую неустойчивостями плазму. Ионы остаются холодными, но бушующая плазма может \"вырывать\" их из металла самым причудливым образом. В результате даже на непрогретой поверхности образуются всевозможные ямки, выступы и другие замысловатые микро и наноструктуры.

Эти структуры резко меняют оптические свойства поверхности. Электромагнитные волны падающего света возбуждают в них сложные коллективные колебания электромагнитного поля и поверхностных электронов металла. В результате почти весь падающий свет поглощается, и поверхность становится черной. Позже учёные научились менять цвет металлических поверхностей. Алюминий и платину удалось сделать желтыми, а титан - синим или пурпурным. Однако для получения нужного цвета зачастую требуется не один, а целая серия фемтосекундных импульсов определенной формы, к тому же длительность обработки поверхности размером с монету может достигать получаса.

Пока не очень верится, что лазерная обработка спиралей лампочек будет дешёвой. И как поведут себя наноструктуры в процессе длительной эксплуатации, тоже неизвестно. Именно испарение вольфрама спирали ограничивает допустимую рабочую температуру и срок службы ламп накаливания. А развитая наноструктурами поверхность спирали скорее всего будет испаряться интенсивнее. Впрочем, есть надежда, что с помощью лазерных импульсов или какимто иным способом удастся изменять поверхность нити накаливания так, что она будет эффективно излучать только в заданном спектральном диапазоне. Тогда с качеством, надежностью и эффективностью подобного источника света любой другой технологии конкурировать будет непросто.

Источник: www.computerra.ru
{{ rating.votes_against }} {{ rating.rating }} {{ rating.votes_for }}

Комментировать

осталось 1800 символов
Свернуть комментарии

Все комментарии (3)

norsk

комментирует материал 14.06.2009 #

>Пока не очень верится, что лазерная обработка спиралей лампочек будет дешёвой.

А самое главное - востребованной - в ЕС лампочки накаливания скоро будут под запретом.

user avatar
ivi061

комментирует материал 15.06.2009 #

Глупости. В том месте, где перегорает нить, всегда выше температура и лампочка светит ярче, но никогда не будут выпускать быстро перегорающие лампочки накаливания. Красивые слова: фемто, лазер, холодная плазма, коллективные колебания поля - суть же в том, что возникает более рыхлая аморфная структура, обладающая большим сопротивлением, механическая прочность спирали уменьшается

user avatar
×
Заявите о себе всем пользователям Макспарка!

Заказав эту услугу, Вас смогут все увидеть в блоке "Макспаркеры рекомендуют" - тем самым Вы быстро найдете новых друзей, единомышленников, читателей, партнеров.

Оплата данного размещения производится при помощи Ставок. Каждая купленная ставка позволяет на 1 час разместить рекламу в специальном блоке в правой колонке. В блок попадают три объявления с наибольшим количеством неизрасходованных ставок. По истечении периода в 1 час показа объявления, у него списывается 1 ставка.

Сейчас для мгновенного попадания в этот блок нужно купить 1 ставку.

Цена 10.00 MP
Цена 40.00 MP
Цена 70.00 MP
Цена 120.00 MP
Оплата

К оплате 10.00 MP. У вас на счете 0 MP. Пополнить счет

Войти как пользователь
email
{{ err }}
Password
{{ err }}
captcha
{{ err }}
Обычная pегистрация

Зарегистрированы в Newsland или Maxpark? Войти

email
{{ errors.email_error }}
password
{{ errors.password_error }}
password
{{ errors.confirm_password_error }}
{{ errors.first_name_error }}
{{ errors.last_name_error }}
{{ errors.sex_error }}
{{ errors.birth_date_error }}
{{ errors.agree_to_terms_error }}
Восстановление пароля
email
{{ errors.email }}
Восстановление пароля
Выбор аккаунта

Указанные регистрационные данные повторяются на сайтах Newsland.com и Maxpark.com

Перейти на мобильную версию newsland