Les gens attribuent souvent l'invention de l'ampoule au célèbre inventeur américain Thomas Edison en 1880, mais quelque 40 ans auparavant, les inventeurs britanniques ont créé une lampe à arc. Au fil des ans, les développements scientifiques ont vu de nouveaux éléments remplacer les tiges de carbone utilisées dans la lampe à arc et le filament de carbone dans l'ampoule brevetée d'Edison. Comparées aux nouveaux types d'ampoules, ces premières itérations étaient maladroites, inefficaces et de courte durée. Cependant, l'avènement et la propagation de cette invention a inauguré une nouvelle industrie, a augmenté la durée des jours ouvrables et a été un tremplin important dans la propagation de l'électricité à travers le monde.
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Les ampoules ont commencé avec des éléments en carbone, mais au fil des ans, les inventeurs ont ajouté de nouveaux éléments tels que le tungstène, le mercure, le chlore et l'europium à leurs trousses à outils.
Les ampoules à incandescence, une percée précoce
Les ampoules à incandescence créent de la lumière en faisant passer un courant électrique à travers un fin filament métallique. Ce filament se réchauffe jusqu'à ce qu'il dégage de la lumière. Les premières ampoules de ce type avaient des filaments de carbone, bien que finalement, le tungstène l'ait remplacé. Le tungstène est un élément plus souple que le carbone et peut être chauffé à 4500 degrés Fahrenheit. Cette évolution est survenue en 1908 comme un produit des innovations apportées par General Electric. À partir de 1913, les filaments des ampoules se sont enroulés et des gaz inactifs tels que l'argon et l'azote ont rempli les ampoules en verre. En 1925, les producteurs ont commencé à utiliser de l'acide fluorhydrique pour ajouter un effet givrant aux ampoules, ce qui a aidé à diffuser la lumière sur une zone plus large. Les ampoules à incandescence se sont améliorées au fil des ans, mais sont encore largement considérées comme inefficaces, car une grande partie de l'apport d'énergie est perdue par la chaleur.
Les lampes halogènes sont des variations d'incandescentes. Leurs ampoules sont en quartz et peuvent contenir des gaz inertes comme le fluor, le chlore, le brome et l'iode, appelés éléments halogènes.
Ampoules fluorescentes, démarrage lent
Comme les ampoules à incandescence, les fondements de ce qui allait devenir un éclairage fluorescent ont commencé au 19e siècle. Deux Allemands - le souffleur de verre Heinrich Geissler et le médecin Julius Plucker - ont créé de la lumière en faisant passer un courant électrique à travers un tube de verre placé entre deux électrodes dont l'essentiel de l'air a été éliminé. Bien qu'Edison et son homologue Nikola Tesla aient expérimenté cette technologie, ce n'est qu'au début des années 1900 que Peter Cooper Hewitt a innové la technologie en remplissant le tube de verre avec de la vapeur de mercure et en fixant un appareil appelé ballast pour réguler le flux du courant à travers le tube. Des développements récents ont vu les inventeurs ajouter de l'argon aux ampoules et couvrir leurs intérieurs de luminophores. Lorsqu'un courant électrique traverse le gaz, il libère un rayonnement ultraviolet, que les luminophores absorbent et libèrent sous forme de lumière visible. Ces lampes durent plus longtemps et sont plus éconergétiques que les lampes à incandescence.
Les lampes du présent et du futur
Les lampes aux halogénures métalliques sont des inventions relativement nouvelles. Ils produisent une lumière vive et sont assez économes en énergie. Ils sont souvent utilisés dans l'éclairage des allumettes ou des constructions sportives d'extérieur. Leur ampoule englobante contient un tube à arc, souvent en quartz ou en céramique. Ces tubes contiennent un gaz de départ, du mercure ou de l'iode et un sel d'halogénure métallique. L'argon est un gaz de départ commun.
Les diodes électroluminescentes ou LED créent de la lumière visible grâce à un processus appelé électroluminescence. De nombreux composés à base de gallium sont utilisés dans les LED, et ils utilisent également certains métaux des terres rares tels que le cérium, l'europium et le terbium. Les LED sont efficaces et rentables et ont trouvé une utilisation dans une variété d'électronique alors que les humains cherchent à réduire leur impact sur l'environnement terrestre.
