Эволюция освещения: от древних костров до современных технологий

Нажатие на выключатель — и комната наполнилась светом. Этот процесс стал настолько обыденным, что мы не замечаем: всего 150 лет назад с наступлением темноты жизнь останавливалась. Люди засыпали с заходом солнца и просыпались на рассвете. Каким образом человечеству удалось обуздать темноту и как эта победа повлияла на нашу жизнь?

Наступает вечер, и вы обнаруживаете, что не можете включить свет, а спички под рукой не оказалось. Получение огня – настоящее мастерство, а его сохранение – вопрос выживания. Именно такие условия существовали у наших предков на протяжении тысячелетий.

Первоначально искусственный свет получали с помощью костра. Однако развести огонь в помещении невозможно, поэтому стали использовать лучины – тонкие заготовки из смолистой древесины. Яркое горение отличала березовая лучина, однако она быстро выгорала – за один вечер могло потребоваться значительное количество. Сосновая лучина выделяла больше дыма, но горела продолжительнее.

Лучину устанавливали в предназначенные для нее металлические подставки, оснащенные зажимами. Рядом со светом всегда размещали корыто с водой в целях обеспечения пожарной безопасности. Угольки, падающие в воду, шипели, а дым поднимался к потолку, покрывая балки черным налетом.

В зажиточных домах применялись масляные лампы, представлявшие собой глиняные емкости с фитилем. Использование масла было затратным удовольствием, поскольку в качестве топлива использовали оливковое, льняное масло или даже китовый жир. Такая лампа излучала тусклый, колеблющийся свет, но обеспечивала горение в течение длительного времени.

Интересно, что фраза «работать от зари до зари» возникла в то время. Искусственное освещение было настолько затратным, что люди ориентировались в своем распорядке на солнце. С наступлением темноты деятельность приостанавливалась, а с первыми лучами рассвета возобновлялась.

Первые свечи были созданы в Древнем Риме, однако широкое распространение они получили лишь в эпоху Средневековья. Их изготавливали из воска или сала – оба эти материала были достаточно дорогими. Восковые свечи отличались ярким пламенем и практически отсутствовали запаха, но их стоимость была весьма высокой. Сальные свечи были более доступными по цене, но они сильно коптили и имели неприятный запах.

В четырнадцатом веке в Англии цена одного фунта восковых свечей соответствовала стоимости фунта мяса. Представьте себе: затраты на освещение на один вечер были равны стоимости ужина для всей семьи. Поэтому неудивительно, что свечи зажигали только во время праздников и торжеств.

Обычно люди использовали самодельные сальные свечи. Для их изготовления применяли говяжье или баранье сало, фитиль погружали в растопленный жир. Изготовление таких свечей было довольно сложным: для получения одной свечи требовалось от 15 до 20 погружений.

В XVIII столетии стали производить свечи из спермацета – вещества, похожего на воск и извлекаемого из головы кашалота. Они отличались большей яркостью и продолжительностью горения по сравнению с восковыми, однако стоили дороже. Развитие китобойного промысла во многом было обусловлено высоким спросом на свечи из спермацета.

Замечательный факт: социальный статус определялся качеством свечей. Наиболее состоятельные люди могли приобрести яркие восковые свечи для канделябров. Представители среднего класса обходились сальными свечами. Люди с небольшим достатком старались экономить каждую каплю воска и тушили свечи при первой же возможности.

В 1853 году польский химик Игнатий Лукасевич создал керосиновую лампу, что стало настоящим прорывом в сфере освещения. В отличие от свечей, керосин давал более яркий свет, не выделял копоть и стоил значительно меньше.

Керосиновые лампы стремительно распространились по всему миру. Уже к 1860-м годам они были распространены повсеместно — от деревенских домов до городских квартир. Теперь у людей был доступный источник яркого освещения!

Конструкция керосиновой лампы отличалась своей простотой: резервуар для керосина, фитиль и стеклянный экран для защиты пламени. Стеклянный экран не только ограждал пламя от ветра, но и способствовал созданию тяги, обеспечивая более яркое горение керосина.

На рынке можно найти разнообразные типы светильников: настольные, настенные и потолочные. В роскошных домах использовали декоративные лампы с цветными абажурами. Студенческие комнаты часто освещали простыми лампами с фитилем, имеющим семь линий.

Керосиновое освещение имело существенные недостатки. Лампы нередко взрывались, что приводило к пожарам. Требовалась регулярная дозаправка, подрезка фитилей и очистка стекол. Кроме того, характерный запах керосина проникал повсюду.

Интересный факт заключается в том, что выражение «жечь полночь» возникло благодаря керосиновым лампам. Теперь стало возможным работать или читать до позднего вечера, не неся при этом значительных затрат.

Наряду с керосином активно развивалось газовое освещение. В 1792 году шотландец Уильям Мердок впервые использовал газ для освещения своего дома, расположенного в Корнуолле. В свою очередь, в 1813 году Лондон стал пионером среди городов, внедривших газовое уличное освещение.

Для производства газа использовали каменный уголь на специализированных предприятиях, после чего он транспортировался по трубопроводам к фонарям. Газовые фонари давали более яркое освещение, чем керосиновые лампы, и не нуждались в постоянном обслуживании. Однако их приходилось ежедневно зажигать вечером и тушить утром.

Работа фонарщика считалась одной из самых романтичных в городе. По мере наступления темноты фонарщики обходили улицы с длинными палками, поджигая газовые рожки. В туманном Лондоне они были настоящими героями, поскольку без их труда город погружался в полную темноту.

В более обеспеченных домах газ прокладывали прямо в жилые комнаты. Газовые лампы обеспечивали достаточное освещение, однако представляли опасность – утечка газа могла вызвать взрыв или отравление. Кроме того, газовые горелки потребляли кислород и выделяли углекислый газ.

В Российской империи газовое освещение впервые было применено в 1835 году в Санкт-Петербурге. Уже к 1876 году газовые фонари освещали главные улицы Москвы и Санкт-Петербурга. Однако до появления электрического освещения оставался значительный период.

21 октября 1879 года американский изобретатель Томас Эдисон продемонстрировал успешное испытание лампы накаливания, проработавшей в течение 13,5 часов. Это событие стало важной вехой в развитии технологий освещения.

Первые лампы накаливания имели ряд недостатков: их срок службы составлял всего 40-50 часов, они излучали желтоватый свет и стоили непомерно дорого. Однако уже через десятилетие положение дел существенно улучшилось. Теперь лампы служили сотни часов, и электростанции начали строить в крупных городах.

В 1882 году Томас Эдисон создал первую электростанцию в мире, расположенную в Нью-Йорке. Первоначально она обеспечивала электроэнергией лишь один городской квартал, однако это стало началом эпохи электричества. Электрическое освещение пользовалось высоким спросом у состоятельных людей, поскольку оно было не только функциональным, но и символом статуса.

Электричество превосходило газ и керосин по всем показателям: безопасность, удобство и чистота. Не требовалось заправлять топливо, очищать окна и беспокоиться о взрывах. Достаточно было включить выключатель, чтобы свет появился.

В 1886 году в Санкт-Петербурге была построена первая российская электростанция. Она обеспечивала освещением Невский проспект и несколько прилегающих улиц. Электроснабжение Москвы началось в 1888 году. Однако широкое распространение электрического освещения произошло лишь после революции.

Необычный факт: изначально многие испытывали опасения по поводу электричества. Распространялись сведения о том, что электрическое освещение негативно влияет на зрение, а провода испускают опасные «токовые» излучения. В связи с этим, некоторые люди по-прежнему предпочитали использовать традиционные керосиновые лампы вместо нового электричества.

План электрификации России, разработанный в 1920 году, предполагал масштабную задачу – электрификацию всей страны в течение пятнадцати лет. Как заявил Ленин, «Коммунизм невозможен без советской власти и электрификации всей страны.

К 1935 году в Советском Союзе было возведено несколько десятков электростанций. Электроснабжение охватило не только города, но и сельские населённые пункты. «Лампочка Ильича» стала символом новой эпохи – простой стеклянный шар преобразил повседневную жизнь миллионов людей.

Электрификация сельских населенных пунктов осуществлялась поэтапно. Первоначально электроснабжение было организовано в домах культуры и административных зданиях колхозов. Затем электричество появилось в жилищах лучших работников сельского хозяйства. Лишь к 1960-м годам возможность подключения к электросети стала доступна всем семьям.

Электричество оказало значительное влияние на жизнь в сельской местности. Благодаря ему стало возможна работа в темное время суток, вечернее чтение и прослушивание радиопередач. Детям теперь было легче делать домашние задания при достаточном освещении. Женщины получили возможность отказаться от грязных керосиновых фонарей.

В городах процесс электрификации развивался быстрее. К 1940 году электричеством было оборудовано большинство городских квартир. При этом лампы зачастую имели небольшую мощность – нормой считалось 25-40 ватт. Однако даже такой свет воспринимался как нечто удивительное людьми, знакомыми с керосиновыми лампами.

В 1938 году изобрели люминесцентную лампу, которая обеспечивала значительно большую светоотдачу при сохранении прежнего уровня энергопотребления. Это стало настоящей революцией в сфере освещения.

Люминесцентные лампы получили широкое распространение в офисах, медицинских учреждениях и школах. Их холодный, белый свет был оптимальным для рабочих зон. К 1960-м годам люминесцентные лампы, имитирующие дневной свет, стали ассоциироваться с современностью.

В Советском Союзе массовое производство люминесцентных ламп началось в 1950-х годах. Эти лампы использовались для освещения промышленных помещений, научно-исследовательских институтов и торговых точек. В жилых домах они не получили широкого распространения из-за своего не слишком привлекательного внешнего вида и задержкой включения.

В настоящее время выпускаются различные виды люминесцентных ламп, такие как прямые трубки, кольцевые и компактные. Каждый из этих типов создан для решения определенных задач: длинные трубки используются в офисах, кольцевые – в настольных лампах, а компактные – в быту.

У люминесцентных ламп имелись и недостатки: они мерцали со скоростью 100 герц, что вызывало усталость глаз. В их составе присутствовала ртуть, что делало их потенциально опасными при повреждении. А также они включались не сразу — особенно в условиях низких температур.

В 1980-х годах галогенные лампы стали популярными. Благодаря яркому, белому свету и небольшим размерам, они были удобны для использования в качестве точечного освещения, например, для подсветки витрин, картин или организации рабочего пространства.

Для оформления современного интерьера в домах применялись галогенные лампы. Встроенные в потолок точечные светильники, изысканные настольные лампы, подсветка мебели — галогенные источники света предоставили широкие возможности для дизайна освещения.

Галогенные лампы обладали высоким уровнем нагрева и значительным энергопотреблением. Кроме того, они были восприимчивы к колебаниям напряжения и часто выходили из строя. Замена галогенной лампы превращалась в сложную процедуру, требующую осторожности – касаться стеклянной колбы было запрещено.

В театрах и студиях галогенные светильники стали основным оборудованием для светотехников. Благодаря направленному свету, возможности лёгкой регулировки и способности создавать определённую атмосферу, они остаются предпочтительным выбором для многих специалистов, даже несмотря на появление светодиодных альтернатив.

В 2014 году Нобелевская премия по физике была присуждена создателям синего светодиода. Благодаря синему светодиоду стало возможным получение белого света, что положило начало эпохе LED-освещения.

Светодиодные технологии превосходят все предшествующие источники света по всем характеристикам: они потребляют в десять раз меньше электроэнергии, имеют срок службы в 25 раз больше, не выделяют тепло и моментально достигают полной яркости. Кроме того, LED-лампы могут быть изготовлены в широком диапазоне цветов и с различной интенсивностью свечения.

С помощью смартфона можно управлять умными светодиодами и создавать различные световые сценарии. Например, утром можно включить бодрящий холодный свет, а вечером – теплый, способствующий расслаблению. Предусмотрена возможность настройки автоматического включения и выключения, синхронизации с музыкальными композициями, а также имитации рассвета.

Использование LED-технологий в городских условиях способствует экономии электроэнергии. Переход от традиционных уличных фонарей к светодиодным позволяет значительно уменьшить энергопотребление. Кроме того, светодиодные светильники не привлекают насекомых, что является важным фактором для сохранения экологического баланса.

Светодиодные технологии расширяют возможности домашнего освещения: теперь можно подсвечивать лестницы, мебель и зеркала. RGB-светодиодные ленты способны преобразить обычное помещение, создавая эффект космического корабля. А филаментные LED-лампы имитируют внешний вид старинных ламп Эдисона, при этом потребляя в десять раз меньше электроэнергии.

Борьба с темнотой вошла в число важнейших свершений цивилизации. Искусственный свет преобразил не только повседневную жизнь, но и фундаментально изменил человеческое существование.

• До появления электричества люди ориентировались на солнечный цикл. Начало и окончание рабочего дня определялись восходом и заходом солнца соответственно. Продолжительность работы варьировалась в зависимости от времени года: зимой она была меньше, а летом – больше. Искусственное освещение, основанное на электричестве, позволило сделать рабочий день фиксированным и не зависящим от сезонных изменений.
• Благодаря появлению освещения стала возможной насыщенная ночная жизнь в городах. Театры, рестораны, клубы – вся индустрия развлечений сформировалась благодаря искусственному свету. Ночные смены на предприятиях, круглосуточная торговля, дежурства в медицинских учреждениях – современное общество не знает отдыха.
• Система образования претерпела изменения: теперь существует возможность совмещать учебу и работу в любое время. Выполнение домашних заданий, чтение книг и подготовка к экзаменам стали доступны благодаря использованию электрического освещения.
• Наше восприятие времени претерпело изменения. В прошлом ночь ассоциировалась с отдыхом и сном. Однако сейчас многие люди проявляют наибольшую активность в вечернее и ночное время. Различие между «совами» и «жаворонками» также можно объяснить влиянием освещения.

У триумфа над тьмой есть и своя негативная сторона.

• Световое загрязнение представляет собой значительную проблему для крупных городов. Интенсивное освещение улиц и зданий мешает наблюдению за звездами, из-за чего жители мегаполисов могут видеть лишь наиболее яркие небесные тела.
• Нарушение естественных биологических ритмов происходит из-за постоянного освещения. Мелатонин, гормон, отвечающий за сон, синтезируется исключительно в условиях темноты. Воздействие яркого света в вечернее время затрудняет засыпание, а дефицит сна может вызывать различные проблемы со здоровьем.
• Экологи выражают обеспокоенность: неестественное освещение сбивает с пути перелетных птиц, вмешивается в процессы размножения животных и оказывает воздействие на растительный мир. Значительное количество насекомых привлекается к источникам света и погибает вблизи них.
• Около 15% всей электроэнергии, производимой в мире, тратится на освещение. Это сопряжено со значительными затратами ресурсов и выбросами углекислого газа. Использование светодиодов позволяет снизить эти показатели, однако проблема остается актуальной.

Открывая огонь и до появления светодиодов — это путь, охватывающий многие века. Однако наиболее значительные преобразования произошли в течение последних 150 лет. Электрическое освещение оказало большее влияние на мир, чем многие другие изобретения.

Мы привыкли к тому, что сегодня есть свет. Мы включаем его, не размышляя о том, сколько времени потребовалось человечеству, чтобы перейти от костра к современным LED-лампам. Однако, если ненадолго погасить свет и остаться в темноте, можно почувствовать, как жили наши предки, и понять, какое удивительное изобретение мы имеем в виду, когда говорим о «освещении».