История светотехники

                История светотехники 

Разумеется, и  до изобретения электрического освещения  люди осознавали необходимость искусственного света и пытались «разогнать тьму». «Если у тебя спрошено будет: что  полезнее, солнце или месяц? – ответствуй: месяц. Ибо солнце светит днем, когда и без того светло; а месяц – ночью», – говорил Козьма Прутков. Яркость солнечного света настолько велика, что очень мало искусственных источников света могут с ними соперничать. А ночью приходится довольствоваться жалким отражением солнечного света от лунной поверхности (и то не всегда). Вот и приходится человечеству изобретать заменители. 

Первым искусственным  источником света был огонь, который, как известно, был подарен человечеству Прометеем. Стационарным источником света  служил костер. 

Наверное, наука  никогда не узнает имени того человека, который изобрел самый первый светильник – прообраз масляной лампы, поместив мох в круглую каменную чашу с медвежьим жиром, с погруженным  в него фитилем и поднеся к  нему огонь. В качестве переносных источников света люди использовали факелы, конструкция которых со временем менялась: от простой головешки, вынутой из костра, до рукоятки, обмотанной паклей и пропитанной нефтью, жиром или маслом. Несмотря на то, что факел – очень древнее изобретение (считается, что ему около миллиона лет!), он применяется и поныне: его далекие потомки, работающие на газе, зажигают олимпийский огонь, а фальшфейеры и ракеты используют для ночной маркировки и сигнализации военные, охотники и туристы. 

В Древней Греции широкое распространение получили напольные светильники, состоящие из треножника и чаши с горючим веществом. Вскоре канделябр с единственной опорой заменил треножник, так как был намного удобнее и практичнее в использовании. 

В Средние века возникло устройство, послужившее прообразом современного бра, – кованые зажимы, которые устанавливали на плоскости стены для укрепления факелов. 

Первым потолочным светильником можно считать лампадарий. Этот древний осветительный «прибор», разновидности которого назывались также лампионами или лампадами, представлял собой овальную чашу (иногда несколько чаш), которая прикреплялась к балкам на потолке. В чашу наливалась горючая жидкость – масло, животный жир или нефть – и опускался скрученный из растительных волокон фитиль. Лампадарий, как и канделябр, был стационарным. 

В третьем тысячелетии  до нашей эры появились первые свечи – бруски из перетопленного твердого животного жира (сала) с  фитилем внутри. В Средине века в качестве материала для свечей применяли китовый жир и пчелиный воск, в настоящее время для этих целей используют парафин. 

Факелы, свечи  и лампы дают очень слабый свет. Спектр открытого огня сильно отличается от солнечного; он в видимом диапазоне  захватывает лишь часть желтой и  красной области. Работать при таком свете практически невозможно, и многие средневековые ремесленные гильдии дальновидно запрещали работу по ночам при искусственном свете, так как качество изделий при этом резко снижалось. 

С изобретением свечи постепенно возникает целая  плеяда светильников: изящные бра, вычурные канделябры, великолепные люстры. Однако такую роскошь, как свечи, могли себе позволить только зажиточные люди. Например, в русских крестьянских семьях свечи зажигали лишь в праздники, а зимой жгли лучины и фитили. С весны до осени деревенские избы на Руси вообще не освещались, поскольку считалось, что с Пасхи до Покрова вставать и ложиться надо с зарей. Для домашних дел хватало света от трех окон на главном фасаде дома. 

Первые потолочные светильники с  использованием свечей на Руси стали применять около 12 века и использовали их поначалу только для освещения храмов, подвешивая под главным куполом. Назывались такие светильники паникадилами. Паникадило можно считать прообразом современной люстры, поскольку его конструкция легла в основу бытовых светильников более позднего времени. 

Светильник состоял  из нанизанных друг на друга отдельных  частей и заканчивался внизу крупным  гладким или украшенным орнаментом шаром. К стержню прикреплялись  расходящиеся отроги-перья со свечниками. Изготавливали паникадила из литой меди, кованого железа, серебра, кости, олова. Бывало, что такие подвесные светильники достигали огромной величины и украшались множеством фигурных подвесок. Выглядели паникадила настолько роскошно, что приводили в изумление приезжавших в Россию иностранцев. 

В 17 веке, когда  зародилась русская стеклянная промышленность, на заводе в селе Измайлово стали  изготавливать стеклянные люстры, форма  которых была заимствована у паникадил 16-17 веков. Однако долгое время использование  подвесных светильников в жилых помещениях считалось роскошью. Даже Владимир Даль в своем знаменитом «Толковом словаре» указывает, что люстра, то есть «паникадило, подвесной светильник», - это «предмет роскоши и украшения». 

В эпоху Петра  I начала бурно развиваться гражданская архитектура: на берегах Невы вырастал строящийся по европейским канонам Санкт-Петербург, в Москве среди деревянных хором и изб горожан стали появляться богатые особняки, интерьеры которых требовали новых, более совершенных, светильников. Появились разнообразные фонари, стенники, бра, подсвечники, шандалы, канделябры, жирандоли; изменили свой внешний вид паникадила. Люстры того времени изготавливались в стиле «русского барокко»: в их конструкции преобладала изогнутая линия, а на медном каркасе закреплялся хрустальный убор в виде бесцветных или розовато-лиловых граненых подвесок. 

В середине 18 века в России началось производство фарфора, благодаря чему более элегантный вид приобрели и светильники. Новый материал стал успешно применяться  для их декора, сменив кованые железные цветы и гирлянды, и в 19 веке получил широкое распространение для производства ламп и подсвечников. 

Во второй половине 18 века вычурные формы сменились  строгим классицизмом, и в русском  прикладном искусстве произошли  заметные изменения. Пышные люстры, перегруженные тяжелыми хрустальными подвесками в виде дубовых листьев, были заменены светильниками с четкой конструкцией, в основе которой был горизонтальный стержень и круглые бронзовые обручи. Центральные стержни таких люстр состояли из фигурных деталей, выполненных из окрашенного стекла: розового, голубого, красного, синего и молочно-белого. 

Проектированием светильников часто занимались сами архитекторы, ведь художественное оформление осветительных «приборов» имело  большое значение в общем решении интерьера. 

В начале 19 века основное место среди материалов для светильников заняла золоченая  бронза. Верхний конец подвесного бронзового светильника обычно прикреплялся к короне, составленной из листьев  аканта, а в нижний обруч вставлялось стеклянное дно. Обручи украшались гравировкой, плоской чеканкой, накладными прорезными пластинами в виде пальметт, меандров, фигур. 

Такими же распространенными  источниками света, как и свечи, были масляные лампы, причем довольно долгое время – вплоть до середины 19 века. Иногда масляным лампам даже отдавалось предпочтение перед свечами: например, существовали жестяные светильники, снабженные специальными резервуарами в виде античных ваз, которые заправлялись горючими маслами. Преимущества этого способа заключались в том, что, во-первых, увеличивалась сила света, во-вторых, резервуары вмещали много масла, и отпадало неудобство заменять быстро таявшие свечи. Большой популярностью в те времена пользовались так называемые «карсельские» масляные лампы, названные так по имени французского изобретателя Карселя, который снабдил резервуары механическим «часовым» устройством, нагнетающим масло в горелку. 

В это же время  появились «помпейские» подвесные  светильники – укрепленные на бронзовых цепях люстры в виде плоских бронзовых чаш, декорированные в античном или египетском стиле. Изготовленные из бронзы, такие светильники были очень дороги, и поэтому вскоре стали заменяться люстрами из золоченого резного дерева, а затем еще более дешевыми: из проволоки, папье-маше, левкаса с позолотой. Техника их изготовления получила название «бумажной резьбы». Тем не менее, по внешнему виду эти светильники мало отличались от бронзовых. 

Во второй четверти 19 столетия вернулась мода украшать светильники хрустальными подвесками. Однако в отличие от изделий 18 века они были тяжеловесны и даже грубоваты. В нижней части светильников крупные, плотно соединенные хрустальные подвески образовывали полушарие, а бронзовая конструкция полностью скрывалась под сплошным хрустальным убором. 

В начале 19 века масляные лампы начали сменяться  керосиновыми, которые очень быстро завоевали популярность. Первая керосиновая  лампа была создана американским химиком Селлиманом, а в конце 50-х годов 19 века львовский аптекарь И.Лукашевич предложил конструкцию керосиновой лампы с круглым фитилем. Такие лампы, получившие название «молния», давали силу света до 50 свечей. 

В богатых домах  интерьеры стали украшать лампами  в виде фарфоровых ваз, которые скрывали в себе резервуар с горючим. Из венчика выступала горелка, а дополнительная металлическая конструкция поддерживала абажур, смягчавший яркий резкий свет. Эту же роль выполняли матовые или белые стеклянные шары с двумя отверстиями, надетые на ламповое стекло. 

А тем временем наука не стояла на месте. В 1799 году итальянский физик Алессандро Вольта создал первый химический источник тока, который получил название «вольтов столб». Открытие электричества подтолкнуло русского физика Василия Владимировича Петрова к изобретению в 1802 году электрической дуги и разгадке светоносной тайны тока. 

Первым электрическим  источником света был, как ни странно, «фонарик на батарейках». Правда, свет излучала не лампа накаливания, а  электрическая дуга между угольными  электродами, а батареи занимали целый стол. В 1809 году сэр Хэмфри Дэви продемонстрировал дуговой свет в Королевской Академии наук в Лондоне. Генераторов в то время не было (Фарадей открыл явление электромагнитной индукции лишь в 1832 году), и батареи были единственным источником питания. 

В 19 веке газовое  освещение получило широкое распространение. В1807 году первые газовые фонари зажигаются на одной из центральных улиц Лондона – Пэлл-Мэлл. А уже к 1823 году улицы Лондона, общей протяженностью 215 миль, освещали 40 000 газовых фонарей (которые было принято называть рожками). Зажигались они каждый вечер вручную специальными людьми – фонарщиками. Кстати, эта должность была в некоторых странах выборной и весьма почетной. 

Газовое освещение  применялось вплоть до 80-х годов 19 столетия, однако оно было не столь  эффективным. Главная проблема заключалась в том, что газовое пламя, горящее при недостаточном притоке кислорода, дает яркий свет, но при этом сильно коптит, а чистое не коптящее пламя (при избытке кислорода) практически невидимо. 

Но в 1885 году Уэлсбах предложил использовать калильную сетку, представляющую собой мешочек из ткани, пропитанный раствором неорганических веществ (различных солей). При прокаливании ткань сгорала, оставляя тонкий «скелет», ярко светящийся при нагревании под действием пламени. В то время был изобретен ряд усовершенствованных горелок, появились горелки с накаливающим колпачком Ауэра, а потом горелки, для которых использовался сжатый газ. 

В 1849 году по инициативе русского физика и электротехника Бориса Семеновича Якоби Невский и Воздвиженский проспекты в Петербурге стали освещать дуговыми лампами, а в 1856 году в дни коронационных торжеств в Москве была устроена праздничная электроиллюминация: на башнях Кремля зажглись дуговые лампы с автоматическим регулированием расстояний между углями – детище изобретателя Александра Ильича Шпаковского. 

В 1878 году наш  соотечественник Павел Яблочков усовершенствовал конструкцию, поставив электроды вертикально и разделив их слоем изолятора. Такая конструкция  получила название «свеча Яблочкова» и использовалась во всем мире: например, Парижский оперный театр освещался с помощью таких «свечей». 

Электрическая дуга давала яркий и достаточно сбалансированный свет, что позволяло использовать его очень широко. К 1884 году крупные  американские города освещали более 90 тысяч дуговых ламп. 
 

Большинство людей  связывают изобретение ламп накаливания  с именем Эдисона.

Однако, несмотря на его заслуги в этой области, изобретателем лампы был все  же не он. 

Первая лампа  накаливания больше напоминала ювелирное  изделие или произведение искусства, как по трудоемкости, так и по стоимости. Задолго до Эдисона, в 1820 году, Уоррен Де ла Рю поместил платиновую проволочку в стеклянный сосуд, из которого был откачан воздух, и пропустил по ней ток. Лампа получилась удачной, но…платиновой! Она была настолько дорогой, что о ее широком использовании не могло быть и речи. 

Множество изобретателей  экспериментировали с различными материалами, но лишь в 1879 году Джозеф Свен и Томас  Эдисон независимо друг от друга разработали  лампу накаливания с угольной нитью. Для своего изобретения Эдисон устроил массовую грандиозную презентацию: в канун нового, 1880, года он использовал 100 своих ламп, чтобы осветить улицы, лабораторию и станцию городка Менло-Парк (Нью-Джерси). Поезда ломились от желающих посмотреть на это чудо, и Пенсильванской железной дороге даже пришлось пустить дополнительные составы. Лампы Эдисона работали около 100 часов, потребляли 100 Вт и давали световой поток в 16 кандел (для сравнения – современная 100-ваттная лампа накаливания дает свет силой 100-140 кандел). По конструкции лампа Эдисона отличалась от своих предшественниц.