مصباح نيرنست

مصباح نيرنست كامل من طراز B مع غطاء زجاجي، 95  فولت، 0.5  أمبير تيار مستمر.
رسم تخطيطي لمصباح نيرنست من عام 1903. يُطلق على الخيط الخزفي الباعث للضوء اسم "المتوهج".

كان مصباح نيرنست شكلاً مبكراً من أشكال المصابيح المتوهجة .

بناء

لم تستخدم مصابيح نيرنست فتيلًا متوهجًا من التنجستن ، بل استخدمت قضيبًا خزفيًا يُسخّن حتى التوهج . ولأن هذا القضيب (على عكس سلك التنجستن) لا يتأكسد عند تعرضه للهواء، لم تكن هناك حاجة لتغليفه في فراغ أو بيئة غازات نبيلة ؛ إذ يمكن أن تعمل مواقد مصابيح نيرنست وهي معرضة للهواء، ولم تُغلّف بالزجاج إلا لعزل الباعث المتوهج الساخن عن بيئته. وقد استُخدم خزف من أكسيد الزركونيوم وأكسيد الإيتريوم كقضيب متوهج. [ 1 ]

كفاءة

طُوِّرت هذه المصابيح على يد الفيزيائي والكيميائي الألماني فالتر نيرنست عام ١٨٩٧ في جامعة غوتنغن ، وكانت أكثر كفاءة بمرتين تقريبًا من مصابيح فتيل الكربون، كما أنها تُصدر ضوءًا أقرب إلى الطبيعة (أقرب في طيفه إلى ضوء النهار ). وقد لاقت هذه المصابيح رواجًا كبيرًا في السوق لفترة من الزمن، إلا أنها تراجعت في النهاية أمام مصابيح الإضاءة المتوهجة ذات فتيل التنجستن الأكثر كفاءة . ومن عيوب تصميم نيرنست أن قضيب السيراميك لم يكن موصلًا للكهرباء في درجة حرارة الغرفة، لذا احتاجت المصابيح إلى سلك تسخين منفصل لتسخين السيراميك بشكل كافٍ لبدء توصيل الكهرباء.

تصنيع

في الولايات المتحدة، باع نيرنست براءة الاختراع لجورج وستنجهاوس ، الذي أسس شركة نيرنست للمصابيح في بيتسبرغ عام 1901. واستُخرجت المعادن اللازمة لإنتاج المصابيح من مناجم الشركة الخاصة في بارينجر هيل الأسطورية بولاية تكساس (المغمورة تحت مياه بحيرة بوكانان منذ عام 1937 ). وبحلول عام 1904، كان قد تم استخدام أكثر من 130 ألف مصباح من مصابيح نيرنست في جميع أنحاء البلاد.

في أوروبا، كانت المصابيح تُصنع من قبل شركة الكهرباء العامة الألمانية ( AEG ) في برلين . وفي معرض باريس العالمي عام 1900 ، أُضيء جناح شركة الكهرباء العامة بـ 800 مصباح من نوع نيرنست، وهو ما قيل إنه كان مذهلاً للغاية في ذلك الوقت.

الاستخدام العلمي

إضافة إلى استخدامها في الإضاءة الكهربائية العادية، استُخدمت مصابيح نيرنست في أحد أوائل أنظمة الفاكس الكهروضوئي ( الفاكس ) العملية بعيدة المدى، والتي صممها البروفيسور آرثر كورن عام 1902، وفي مصباح الشق الأصلي لألفار غولستراند (1911) والذي يُستخدم في طب العيون لتمكين الأطباء من رؤية الجزء الداخلي من عين المريض، وقد ساهم في حصول غولستراند على جائزة نوبل. [ 2 ]

حتى بعد أن أصبحت مصابيح نيرنست قديمة الطراز كمصابيح للضوء المرئي، لا تزال تُستخدم كمصدر للأشعة تحت الحمراء في أجهزة مطيافية الأشعة تحت الحمراء . يُقلل انبعاثها للأشعة تحت الحمراء من كفاءتها كمصدر للضوء المرئي، لكنها مثالية لتطبيقات مطيافية الأشعة تحت الحمراء. [ 3 ] وتنافسها الآن مصابيح كربيد السيليكون ( Globars) لهذا الغرض، فهي موصلة للكهرباء حتى في درجة حرارة الغرفة، وبالتالي لا تحتاج إلى تسخين مسبق. [ 4 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. آلان ميلز، "مصباح نيرنست. التوصيل الكهربائي في المواد غير المعدنية" مؤرشف في 17 يوليو 2013 في Wayback Machine . eRittenhouse، المجلد 24، العدد 1، يونيو 2013.
  2. إيهينجر، بيرندت؛ جرزيبوفسكي، أندريه (2012). "ألفار غولستراند (1862-1930) - الرجل النبيل ذو المصباح" . مجلة طب العيون . 89 (8): 701-708 . doi : 10.1111/j.1755-3768.2011.02235.x . ISSN 1755-3768 . PMID 22026737 .  
  3. "التدريب على منتجات نيوبورت أوريل للإشعاع الطيفي" (ملف PDF) . شركة نيوبورت . تم الاطلاع عليه بتاريخ 30 أبريل 2023 .
  4. "ما هو غلوبار؟" . AZoOptics . 2013-06-14 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2024-08-24 .
  • "مصباح نيرنست" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 27-06-2017.