Завоеватели света

Борьба с теплом

Когда-то в древности один и тот же очаг служил людям и печкой, и лампой, и кухонной плитой.

Но это было, конечно, неудобно и невыгодно.

Положим, вам хочется света.

Пожалуйста. Но зато извольте сидеть летним вечером в жарко натопленной комнате. Да и дров немало нужно, чтобы осветить таким способом жилище.

Люди всегда ищут нового и лучшего. Много тысяч лет мирились они с недостатками очага, пока наконец не поняли, что свет нужно отделить от, тепла, лампу от печки.

Вместо того чтобы разводить огонь на очаге, стали зажигать лучину.

Лучина грела меньше, чем очаг. Но и она давала слишком много тепла. Отделить свет от тепла оказалось совсем не так просто. Над этим люди работали много тысяч лет, работают и теперь.

Наша электрическая лампочка, как и простая первобытная лучина, не только светит, но и греет.

Правда, от электрической лампочки в комнате жарко не станет, но стоит приложить к ней руку, чтобы убедиться, что она сильно нагрета.

Отчего же это нам никак не удается отделить свет от тепла?

Причина очень простая.

Чтобы получить свет, нужно что-то накалить. В электрической лампочке мы накаливаем угольный или металлический волосок, в газокалильных фонарях - сеточку Ауэра, в керосиновой и масляной лампе - кусочки угля в пламени.

Но всякий накаленный предмет, все равно - волосок электрической лампочки или простая кочерга, дает не только видимые, световые, но и невидимые, тепловые, лучи.

Чтобы избавиться от ненужных нам. тепловых лучей, нам пришлось бы устроить настоящую революцию в освещении: получать свет не накаливанием, которое всегда дает тепловые лучи, а как-нибудь иначе.

Но нужно ли бороться с тепловыми лучами?

Ведь электрическая лампочка греет еле заметно. Никаких неудобств от этого для нас нет.

Дело тут совсем не в наших удобствах или неудобствах, а в том, что тепловые лучи, которые нам совершенно не нужны, обходятся чересчур дорого.

Если бы электрические лампочки давали только световые лучи и совсем не давали тепловых, освещение обходилось бы нам во много раз дешевле, чем сейчас.

На электрических станциях мы сжигали бы во много раз меньше топлива.

Свет обходится дорого не только потому, что несовершенны электрические лампы, но и потому, что электрические станции еще очень плохо устроены. И в паровом котле, и в паровой машине, и в генераторе электрического тока, и в проводах теряется безвозвратно драгоценная энергия. До лампочки доходит только пятая часть той энергии, которая была в топливе. И из этой пятой части превращается в свет только сотая часть. Выходит, что, когда мы тратим угля на пятьсот рублей, света получаем всего лишь на рубль.

Лучший в мире фонарик

Есть один фонарик, который дает только световые лучи и не дает тепловых.

Этот лучший в мире фонарик вы не раз находили, вероятно, летней ночью в траве.

Это - фонарик светлячка. Не удивительно ли, что маленький червячок светит не только лучше наших ламп, но и лучше самого солнца?

Солнце дает в пять раз больше тепловых лучей, чем световых, а светляк дает только световые. Его свет - холодный. Если бы светляк давал не холодный, а горячий свет, он бы сгорел. Но светляк перещеголял солнце и в другом: его свет гораздо приятнее солнечного.

Солнечный свет или свет электрической лампочки кажется нам белым. А на самом деле он состоит из смеси разноцветных лучей - красных, оранжевых, желтых, зеленых, голубых, синих и фиолетовых.

Иногда солнечный луч рассыпается на отдельные цветные лучи.

Всем нам приходилось видеть, как он дробится, проходя через край зеркала: на стене тогда получается разноцветная полоска.

Радуга - это тоже раздробившийся солнечный луч.

Не все лучи одинаково приятны и полезны для зрения. Красный свет кажется нам тусклым. Поэтому при красном свете никто не работает.

Глаз гораздо чувствительнее к зеленому цвету. Поэтому абажуры рабочих ламп делают зеленого цвета.

При накаливании всегда получается много красных лучей.

Когда мы накаливали кочергу, она давала нам сначала красный цвет, потом к нему прибавлялись другие цвета, пока наконец мы не доходили до белого цвета - смеси всех цветов.

Чем сильнее накаливание, тем меньше красных тусклых лучей по сравнению с другими.

Поэтому, чтобы сделать свет лампы ярче и ярче, изобретатели старались как можно сильнее накаливать волосок в электрической лампочке, сетку Ауэра - в газовой и т. д.

Свет экономической лампочки белее и ярче света угольной, потому что металлическую нить мы сильнее накаливаем, чем угольную, а угольная лампочка светит приятнее керосиновой, и так - вплоть до красного света костра.

Но и экономическая лампочка дает все-таки много красных лучей. Недаром вредно долго работать при электрическом свете.

Чтобы избавиться не только от тепловых, но и от красных световых лучей, нужно отказаться от накаливания.

Светляк дает свой свет без всякого накаливания. Красных лучей он почти не излучает. Поэтому его свет так приятен.

"Холодным" светом светятся и многие рыбы в глубине океана. Будущим изобретателям придется учиться у этих рыб и у светляка.

Если удастся выведать у светящихся животных их тайну, освещение будет гораздо лучше и дешевле, чем сейчас.

Кое-что ученые уже выведали. В одном журнале промелькнуло сообщение, что химикам удалось добыть из тела светляка два вещества - люциферин и люциферазу,- которые начинают светиться, когда их смешивают вместе. Кто знает, может быть, в будущем удастся добывать эти вещества в большом количестве. И тогда у нас в комнатах будут не лампы, а искусственные светляки.

От костра до электрической лампочки

Над изобретением лампы, при свете которой мы проводим вечера, работал не один человек, а множество людей в разных странах и в разное время.

Разве мог бы один человек проделать такое громадное число опытов, все время меняя то горючий материал, то устройство лампы, то самый способ добывания света?

Эта огромная работа велась не одним человеком, а тысячами людей.

Один опыт тянул за собой другой, одно изобретение наталкивало на другое, и все они вместе вели к одной цели.

А цель была - яркое, дешевое и удобное освещение.

Началась эта работа очень и очень давно. Ученые думают, что человек научился добывать огонь двадцать пять тысяч лет тому назад.

Много тысяч лет тому назад человек впервые попробовал заменить солнце огнем - нашел способ добывать искусственно свет и тепло. А поддерживать огонь он научился еще раньше. Найдя на лесном пожарище тлеющую головешку, он приносил ее в пещеру и потом годами поддерживал огонь в очаге, не давая ему погаснуть.

Способ получать свет был найден - горение. Но вопрос был в том, что именно сжигать, чтобы свет был дешевый и яркий.

И вот начались поиски горючего материала.

В смолистой лучине вся суть в смоле.

Поэтому дерево отбрасывают - остается смола.

Человек зажигает первую смоляную лампу. Но смола горит плохо. Пробуют жечь сало и, наконец, растительное масло.

Но и масло горит не так уж хорошо, а лучшего горючего материала пока нет.

Начинается работа над устройством лампы, чтобы заставить хорошо гореть то, что по природе горит плохо.

Изобретают самые мудреные лампы - с насосами, часовыми механизмами, со множеством всяких хитростей.

Дальше идти некуда, а масляные лампы горят еще неважно: коптят, чадят и гаснут через два-три часа после того, как их зажигают.

Опять принимаются за поиски горючих материалов, находят способы добывать газ, стеарин, керосин, которые горят лучше масла и сала. При хорошем горючем материале не нужны никакие хитрости.

Лампа упрощается - все эти насосы, часовые механизмы выбрасываются вон.

Но цель все еще не достигнута. У керосина и газа - свои недостатки: копоть, порча воздуха, пожары.

И все беды оттого, что для получения света зажигают огонь.

Перед завоевателями света - новая задача: смастерить лампу без пламени. Ведь пламя нужно для накаливания, а накаливать можно не только пламенем, но и электрическим током.

И опять все начинается сначала: нужно найти подходящий материал для накаливания.

Сначала пробуют уголь.

Но уголь нельзя накаливать добела.

Чтобы добиться более яркого света, пробуют накаливать металлы, которые не плавятся даже при очень высокой температуре- осмий, тантал, вольфрам.

Но ясно уже теперь, что на электрической лампочке завоевание света не остановится.

Задача в том, чтобы как можно больше энергии превращать в свет и как можно меньше энергии терять в виде тепла. Но для этого надо отказаться от высоких температур. Надо выбросить накаленную нить: от лампочек накаливания перейти к лампочкам без накаливания.

Такие лампочки уже есть.

Это длинные стеклянные трубки, наполненные разреженным газом. Когда сквозь трубки пропускают ток, они начинают светиться мягким, приятным светом. Никакой нити здесь нет, светится не накаленная нить, а газ. Азот дает золотистое свечение, водород - розовое, углекислый газ - белое, аргон - лиловое, неон - красное.

Из таких трубок делают буквы, знаки, рисунки для светящихся реклам и плакатов, ими украшают здания. На улицах Москвы горит везде над станциями метро красная надпись "Метро" из газосветных трубок. Ночью фасад, обрисованный светящимися линиями, теряет свою дневную тяжеловесность: на черном небе он кажется легким и стройным чертежом. И этот чертеж можно как угодно перестраивать.

Дома будущего будут строиться не только из железа, стекла, камня, но еще и из света. Такой светящийся дом строится у нас в Москве. Это Дворец Советов. По ночам он будет вспыхивать сотнями ярких линий.

Но светящиеся трубки будут не только освещать и украшать города.

В виде сигнальных огней и надписей они будут указывать дорогу судам и аэропланам, дирижировать движением, поездов и автомобилей. Красный свет неоновых трубок проникает сквозь самый густой туман. Светящиеся трубки во многих случаях удобнее, чем лампочки накаливания.

Но выгоднее ли они?

Первые светящиеся трубки были плохо устроены - брали много энергии. Но чем дальше, тем они делаются лучше и лучше. Теперь уже есть трубки, которые берут в несколько раз меньше энергии, чем лампочки накаливания с такой же отдачей света. Эти трубки наполнены парами натрия. Свет они дают лимонно-желтого цвета.

Недавно появилась натриевая лампочка не в виде трубки, а в виде колбочки. По форме она почти ничем не отличается от обыкновенной лампочки. Только сразу бросается в глаза, что нет нити.

Натриевая лампочка в пятьсот свечей берет не больше энергии, чем лампочка накаливания в сто свечей.

Электрическая лампочка со светящимся газом, "газосветная" лампочка,- серьезная соперница нашей лампочки накаливания. Газосветными лампочками освещены уже многие магазины, кинотеатры, выставки.

На Кройдонском аэродроме в Англии трубки уложены в канавку, окаймляющую посадочную площадку. Сверху канавка закрыта небьющимся стеклом. По ночам площадка кажется обведенной огненной чертой. Таким же способом можно писать на земле надписи, видимые с летящего аэроплана.

Лет через сто трудно будет узнать нашу темную, несветящуюся планету. Уже сейчас строят длинные "световые коридоры" для аэропланов. В будущем такими дорогами покроется вся земля.

Земной шар будет светиться не отраженным, а своим собственным светом, словно новое солнце.