Нернст лампасы: қыздыруға қолданылатын керамикалық шамның алғашқы нұсқасы
Nernst lamp
Нернст лампасы: қыздыруға қолданылған керамикалық шамның ерте түрі. Түнгіштегі шамдардан өзгеше, вакуум қажет етпеген. Зирконий және иттрий оксидтен жасалған.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Нернст шамдары – қыздырылатын керамикалық таяқшаны қолданатын шамдардың ерте түрі.
Early form of lamp using an incandescent ceramic rod
The Nernst lamp was an early form of incandescent lamp.
Құрылыс
Нернст шамдары жарқыраған вольфрам жіпшесін қолданбады. Оның орнына, қыздырылып, жарық беретін керамикалық таяқ қолданылды. Таяқ (вольфрам сымынан өзгеше) ауаға ұшырағанда қосымша тотықпағандықтан, оны вакуум немесе инерт газ ортасында сақтау қажеттілігі болмады; Нернст шамдарының жану құрылғылары ауада да жұмыс істей алатын, ал ыстық жарқырағыш сәуле шығарушыны сыртқы ортадан оқшаулау үшін ғана шынымен қапталған. Жарқырағыш таяқ ретінде цирконий оксиді – иттрий оксиді керамикасы қолданылды.
Nernst lamps did not use a glowing tungsten filament. Instead, they used a ceramic rod that was heated to incandescence. Because the rod (unlike tungsten wire) would not further oxidize when exposed to air, there was no need to enclose it within a vacuum or noble gas environment; the burners in Nernst lamps could operate exposed to the air and were only enclosed in glass to isolate the hot incandescent emitter from its environment. A ceramic of zirconium oxide – yttrium oxide was used as the glowing rod.
Тиімділік
Неміс физигі және химигі Вальтер Нернст 1897 жылы Геттинген университетінде әзірлеген бұл шамдар көміртекті қыздырғыш шамдардан шамамен екі есе тиімдірек болды және спектрі күн сәулесіне жақын, "табиғи" жарық шығарды. Бұл шамдар біраз уақыт бойы сәтті сатылды, алайда олар тиімдірек вольфрам қыздырғышты шамдарға ұтылып қалды. Нернст конструкциясының бір кемшілігі – керамикалық таяқша бөлме температурасында электр тогын өткізбеді, сондықтан шамдарды пайдалану үшін керамиканы жеткілікті қыздыруға арналған жеке қыздырғыш спираль қажет болды.
Developed by the German physicist and chemist Walther Nernst in 1897 at the University of Göttingen, these lamps were about twice as efficient as carbon filament lamps and emitted a more "natural" light (more similar in spectrum to daylight). The lamps were quite successfully marketed for a time, although they eventually lost out to the more efficient tungsten filament incandescent light bulb. One disadvantage of the Nernst design was that the ceramic rod was not electrically conductive at room temperature, so the lamps needed a separate heater filament to heat the ceramic sufficiently to begin conducting electricity.
Өңдеу
АҚШ-та Нернст патентті Джордж Вестингхаусқа сатты, ол 1901 жылы Питтсбургте «Нернст шам компаниясын» құрды. Шамдарды өндіруге қажетті минералдар компанияның Техас штатындағы Барингер Хилл деген атақты кен орындарынан өндірілді (1937 жылдан бастап Бьюкенен көлінің суы астында қалды). 1904 жылға қарай ел бойынша 130 000-нан астам Нернст шамдары пайдалануға берілді. Еуропада шамдарды Берлиндегі «Allgemeine Elektrizitäts Gesellschaft» (AEG, Жалпы Электр Компаниясы) компаниясы өндірді. 1900 жылы Парижде өткен Әлемдік көрмеде AEG павильоны 800 Нернст шамдарымен жарықтандырылды, сол кезде бұл өте әсерлі көрінді делінген.
In the U. S., Nernst sold the patent to George Westinghouse, who founded the Nernst Lamp Company at Pittsburgh in 1901. Minerals for the production of the glowers were extracted from the company's own mines at the legendary Barringer Hill, Texas (since 1937 submerged beneath the waters of Lake Buchanan). By 1904 a total of over 130,000 Nernst lamps had been placed in service throughout the country. In Europe, the lamps were produced by the German Allgemeine Elektrizitäts Gesellschaft (AEG, General Electricity Company) at Berlin. At the 1900 World's Fair held in Paris, the pavilion of the AEG was illuminated by 800 Nernst lamps, which was said to be quite spectacular at the time.
Ғылыми қолдану
Қарапайым электрлік жарықтандырудан басқа, Нернст шамдары профессор Артур Корнның 1902 жылы жасаған алғашқы, ұзақ қашықтықтағы фотоэлектрлік факсимильдік (факс) жүйелерінің бірінде және 1911 жылғы Аллвар Гуллстранттың алғашқы жарықшамдарында қолданылды. Бұл шамдар дәрігерлерге пациенттің көзінің ішкі құрылымын қарауға мүмкіндік беретін офтальмологияда пайдаланылды және Гуллстранттың Нобель сыйлығына үлес қосты. Нернст шамдары көзге көрінетін шамдар ретінде қолданыстан шыққаннан кейін де, "Нернст жарқырауыштары" инфрақызыл сәуле шығару көзі ретінде ИҚ спектроскопия құрылғыларында қолданыла береді. Олардың инфрақызыл сәуле шығару қабілеті оларды көзге көрінетін жарық көзі ретінде тиімсіз етеді, бірақ ИҚ спектроскопия саласында қолдануға өте ыңғайлы. Қазір кремний карбидінен жасалған Глобарлар осы мақсатта бәсекелеседі, себебі олар тіпті бөлме температурасында да тоқ өткізгіш, сондықтан алдын ала қыздыру қажеттілігі туындамайды.
In addition to their usage for ordinary electric illumination, Nernst lamps were used in one of the first practical long distance photoelectric facsimile (fax) systems, designed by professor Arthur Korn in 1902, and in Allvar Gullstrand's original slit lamp (1911) which is used for ophthalmology to allow physicians to view the inside of a patient's eye and contributed to Gullstrand's Nobel Prize award. Even after Nernst lamps became obsolete as visible lamps, "Nernst glowers" continue to be used as the infrared emitting source used in IR spectroscopy devices. Their emission of infrared makes them inefficient as visible light sources, but perfect for IR spectroscopy applications. Silicon carbide Globars now compete for this purpose as they are conductive even at room temperature and therefore need no preheating.