Lempa

Lempa – žmogaus sukurtas šviestuvas, paprastai – dirbtinės šviesos šaltinis.

Iki lempų sukūrimo 
Gilioje senovėje žmonės, ar jų pirmtakai, savo veiklą galėjo vystyti tik šviesiu paros metu, nes būtent tuo metu saulės apšviestoje Žemės pusėje iš saulės atsklidusių elektromagnetinių bangų srautas apšviečia (regimoji šviesa) ir šildo (infraraudonieji spinduliai) žemės paviršių. 

Evoliucionuojant žmonijai buvo išmokta valdyti ugnį, nes pastebėta, jog degdamos kai kurios medžiagos (tais laikais buvo naudojama mediena ar inde laikomos įkaitusios anglies žarijos) skleidžia šviesą ir šilumą. Taip žmogaus ūkinės veiklos diena buvo pratęsta, atlikti įvairius darbus buvo įmanoma ir naktį.

Žvakės ir deglai 
Apie 3000 m. pr. m. e. išrandamos žvakės.

Vėliau apšvietimui buvo naudojami ilgai degantys fakelai ar balanos. Išmirkius juos alyvoje ar riebaluose buvo pagerinta jų degimo kokybė.

Aliejinės lempos 

Pirmosios tikros lempos – aliejinės lempos atsiradimas yra labai miglotas, bet IV a. prieš mūsų erą tokios lempos buvo naudojamos Graikijoje. Pirmosios tokio tipo lempos buvo indai, pagaminti iš akmens, molio, kaulų, ar kriauklė, į kurią buvo įpilama alyva ar riebalai ir deginami. 

Vėliau, pastebėjus kapiliarumo požymį, buvo naudojamas rezervuaras ir imta deginti nebe atvirą indą, o dagties galą. Graikai ir romėnai naudojo daug dagčių, kad išgauti ryškesnę šviesą. Šiaurės Europoje labiausiai paplitusi lempos forma buvo atviras akmeninis puodas, pripildytas riebalų ir įmerkta dagtimi. Tokio tipo lempas vis dar vartoja inuitai (eskimai).

XVIII a. buvo padarytas didelis patobulinimas – imta naudoti plokščias dagtis, kurios davė didesnę liepsna nei apvalios. Švedų mokslininkas Aime Argandas išrado stiklinę vamzdinę lempą, kuri degė šviesiau, nedūmijo, ir buvo apsaugota nuo vėjo. Ši sistema vėliau buvo pritaikyta dujų lempose. 

1792 m. Viljamas Merdokas (William Murdoch) apšvietė savo namus ir biurą dujomis. Po to ši kuro rūšis buvo sėkmingai pritaikyta miestų apšvietimui. Vis dėlto, kur dujotiekių nebuvo, buvo naudojamos ir paprastos lempos su dagtimis ir degalų rezervuarais. Maždaug iki XIX a. vidurio tokio tipo lempų degalais buvo banginio taukai, vėliau (maždaug nuo 1840 m.) juos pakeitė žibalas, kurio privalumai yra švarumas, pigumas bei saugumas, nes vietoj aliejaus buvo naudojamas naftos produktų kuras.

Elektros lempos 

XIX a. pab., šie lempų tipai užleido vietą kaitinamosioms elektros lempoms. Pirmasis eksperimentus išgaunant šviesą elektra pradėjo britų chemikas seras Hemfris Deivis (Humphry Davy). Jis gamino elektros lankus (1802 m. pademonstravo pirmąjį variantą) ir buvo sukūręs platininės vielos, kuri švytėjo ore, leidžiant ja srovę, modelį. Apie 1840 m. buvo užpatentuota kaitinamoji elektros lemputė. Tačiau tokios lemputės buvo nepopuliarios, kadangi dar nebuvo priemonių sukurti pakankamą vakuumą, kuris apsaugotų kaitinimo siūlelį nuo sudegimo. Be to, elektros energija buvo per brangi. 

1867 m. A. E. Becquerel pademonstravo pirmąją liuminescencinę lempą.

1878 ir 1879 metais anglų išradėjas Tomas Svenas (Thomas Swan) ir amerikiečių išradėjas Tomas Edisonas (Thomas Edison) sukūrė anglinį kaitinimo siūlelį turinčią lempą. Pagerinus vakuumo kokybę ir esant jau platesniam elektros energijos naudojimui, ši lemputė pelnė sėkmę. Anglis volframu buvo pakeista 1907 m., o pripildytos dujomis lempos sukurtos 1913 m. 1911 m. Georges Claude sukuria neoninę lempą. Dienos šviesos lempa buvo sukurta 1938 m.

1962 m. Nick Holonyak Jr. sukūrė pirmąjį praktiškai pritaikomą matomo spektro šviesos diodą (LED).

Kaitinamosios lempos veikimo principas 
Žr. Kaitinamoji lemputė 

Kaitinamojoje elektros lemputėje elektros srovė teka per ploną volframinį siūlelį ir įkaitina jį iki maždaug 2500-3000 °C. Išsiskiria ne tik šiluma, bet ir šviesa. Lemputės viduje neturi būti deguonies, kitaip kaitinimo siūlelis perdegtų. Ilgą laiką kaitinimo lempų užpildymui būdavo naudojamas azoto ir argono mišinys. 

Dabartinėse lempose yra naudojamas išretintas kriptonas. Specialus stiklas gaminamas iš kvarcinio smėlio. Gaminant lemputės sieneles iš šios medžiagos, jos tampa tvirtesnės, tai leidžia naudoti aukštesnę temperatūrą lemputėje. 

Naudojant lemputės vidų užpildytą argono dujomis ir halogenu (dažniausiai bromu), yra sukuriamas regeneracinis halogeno ciklas, kuris sugrąžina iš siūlelio išgaravusį volframą, taip prailginant lemputės veikimo amžių.

Liuminescencinės (dienos šviesos) lempos veikimo principas 
Liuminescencinė lempa yra sudaryta iš liuminoforu padengto vamzdžio, užpildyto inertinėmis dujomis (argono) ir nedideliu kiekiu gyvsidabrio, starterio ir balasto (droselio). 

Tarp lempos galuose esančių elektrodų tekanti srovė sužadina gyvsidabrio atomus, kurie spinduliuoja ultravioletinę šviesą. Liuminoforas ultravioletinę šviesą paverčia kitomis spalvomis. Priklausomai nuo liuminoforo, galima gauti šiltesnius ar šaltesnius baltos šviesos atspalvius ar kitų spalvų šviesą. 

Išjungta lempa yra užpildyta nejonizuotomis dujomis, todėl jos varža labai didelė. 
Kad įjungta lempa pradėtų šviesti, starteris užtrumpiną lempos grandinę ir, tekant srovei, lempos galuose esantys elektrodai, kaista. Apie juos susidaro elektronų debesėlis. Starteriui kontaktus atjungus, balastiniame droselyje indukuojasi didelė saviindukcijos elektrovara, kuri sumuojasi su maitinimo maitinimo įtampa ir jonizuoja dujas, kuriomis ima tekėti srovė, lempos varža sumažėja.

Šviečianti lempa užpildyta jonizuotomis dujomis, todėl jos varža labai maža ir ji turi būti jungiama per srovę ribojantį įrenginį.

Šviesos diodai 
Šiuo metu vis labiau plinta šviesos diodai, kurie spinduliuoja visą matomos šviesos spektrą.

Apšvietimas