У місті Ліверморі (штат Каліфорнія, США) є унікальна лампочка, яка була вкручені в 1901 р. і з тих пір горить без перерви. Це абсолютний рекорд, який увійшов до книги рекордів Гіннесса. Перед унікальною лампочкою на станції № 6 пожежної служби встановлена веб-камера, тому лампочку можна побачити в Інтернеті. Зображення оновлюється кожні 10 секунд.

BulbCam

 

Як таке стало можливим?

Відомо, що основною причиною перегорання лампочок є поступовий знос вольфрамової нитки. Ця нитка нагріта майже до температури плавлення вольфраму (3300 ° С), інакше не отримати інтенсивний світловий потік. При такій температурі атоми вольфраму в кристалічній решітці інтенсивно коливаються і деякі з них відриваються і йдуть у простір, осідаючи на стінках колби. Поступово нитка стоншується, і в самому тонкому місці температура переходить кордон плавлення, нитка перегорає.

Очевидно, що для підвищення терміну служби лампочки необхідно встановлювати більш товсту нитку. Але при цьому для збереження опору нитки потрібно збільшувати її довжину. Збільшення діаметра нитки в два рази приводить до збільшення маси вольфраму у 8 разів. А вольфрам - дорогий метал, тому нинішні виробники лампочок намагаються його економити.

Але є ще одна причина зносу ламп, про яку майже ніхто не знає. Справа в тому, що тонке скло колби в нагрітому стані пропускає газ. Є таблиці для різного скла і різних газів при різних температурах. Наприклад, 1 см2 поверхні скла товщиною 1 мм за 1 с і при різниці тиску в 1 мм рт.ст. пропускає при температурі 600 ° С 6,5 * 10 в (-12) ступеня см3 азоту (основної частини повітря).

Розрахуємо температуру колби стандартний 40-ватної лампочки, у якої площа поверхні колби 200 см2, а площа поверхні вольфрамової нитки (орієнтовно) 0,3 см2, тобто різниця в 660 разів.

Використовуючи методику розрахунків за законом Стфана-Больцмана та враховуючи, що всі інфрачервоне випромінювання нитки гріє колбу (видиме світло становить не більше 3%), отримуємо температуру колби порядку 400 ° С (у тому, що це так, кожен може переконатися, доторкнувшись до колби світиться лампочки). Далі, прийнявши товщину скла колби колби 0,5 мм, різниця тисків 760 мм рт.ст. і час 1 рік, отримаємо проникнення газу в лампу порядку 4-5 см.

За кілька років, якщо не перегорить нитка розжарення, то лампа заповниться газом, виникне газовий розряд, а разом з ним іонна бомбардування нитки напруження. Тоді ця нитка буде зношуватися швидше. Таким чином, щоб створити лампу розжарювання з великим терміном служби необхідно: встановити товсту вольфрамову нитка, збільшити площу поверхні колби лампи (при цьому температура колби стане нижче і просочування газу зменшується), збільшити товщину скла колби лампи.

Очевидно, ці умови і були виконані в лампі-довгожительці. А нинішні виробники ці умови виконувати не хочуть, по-перше, з міркувань економії (вольфраму і скла), по-друге, виробникам просто не цікаво випускати "вічні" лампочки (інакше вони "прогорять").