Мощные автоматы могут приготовить обыкновенных бутылок сколько угодно. Но человеку понадобились бутылки не только для вина или молока. Потребовались еще бутылочки совсем иного рода: пригодные для хранения… света. Мы говорим о стеклянных колбах для электрических лампочек.
Трудно представить себе, что электрическое освещение появилось всего 80 лет назад. Попытки создать электрический источник света делались неоднократно, начиная с сороковых годов прошлого столетия, учеными и инженерами различных стран. Но наиболее удачно разрешил эту задачу замечательный русский изобретатель Александр Николаевич Лодыгин.
Предлагавшиеся ранее электрические лампы не выходили за рамки опытных лабораторных образцов и не годились для практического использования: они или слишком сложно включались или слишком быстро перегорали. Лампочка, изобретенная Лодыгиным, была уже настолько надежна и удобна в обращении, что вполне могла конкурировать со старыми керосиновыми, масляными и газовыми лампами. Впервые в мире электрические лампы зажглись в России в 1873 году: ими было освещено здание Адмиралтейства в Петербурге.
Свет в первых электрических лампочках давала раскаленная до яркого свечения тонкая угольная нить. В воздухе тонкая, как волосок, угольная нить при прохождении через нее тока моментально вспыхнула бы и сгорела. Для того, чтобы сохранить от сгорания источник света — угольную нить, ее надо поместить в безвоздушное пространство. Вот для этого-то и потребовалась стеклянная колбочка. Никакой другой материал не может служить для этой цели. В самом деле, оболочка лампочки должна быть прозрачна, непроницаема для воздуха и достаточно прочна, чтобы выдерживать давление атмосферы и изменения температуры. Какой же материал может совмещать в себе все эти свойства одновременно? Только стекло.
Заключенная в стеклянную колбочку с выкачанным воздухом, угольная нить не сгорала много сотен часов, несмотря на то, что раскалялась до 1700 градусов.
Прекрасные качества лампочки Лодыгина и перспективы ее развития были совершенно очевидны. Но царское правительство не оказало своевременной поддержки изобретателю и не дало возможности ее дальнейшего усовершенствования и широкого внедрения в жизнь.
Однажды в американский порт прибыл русский корабль, на борту которого горели огни, необычно яркие для того времени. Это были новые электрические лампочки накаливания Лодыгина. Среди многочисленных посетителей русского корабля, приходивших посмотреть новое электрическое освещение, был американский изобретатель Эдисон. Заинтересовавшись новыми лампочками, он получил образцы и необходимые сведения о них и занялся усовершенствованием конструкции лампы. Внесенные Эдисоном изменения сделали электрическую лампочку более удобной в обращении. Вскоре лампочки накаливания стали выпускаться в Америке в массовом количестве под названием лампочек Эдисона. Очень быстро они завоевали себе славу и распространились по всему земному шару. Имя Эдисона сделалось так широко известно, что ему стали приписывать саму идею создания электрического источника света, забывая об истинном авторе этого гениального изобретения.
Не останавливаясь на достигнутых успехах, Лодыгин и другие изобретатели продолжали работать над дальнейшим улучшением электрической лампочки. В первую очередь они стремились подыскать такой материал для светящейся нити, чтобы он, не расплавляясь при высоких температурах, давал более яркое свечение, чем то, которое можно было получить от угольной нити. Наконец Лодыгин нашел такой материал. Это был металл вольфрам. Температура накала вольфрамовой нити была значительно выше, чем угольной, и свет электрической лампочки стал много ярче.
Но прошло время, и эти усовершенствованные лампочки перестали казаться идеальными. Срок их службы был сравнительно невелик, из-за распыления вольфрама в безвоздушном пространстве. Поэтому теперь электрические лампочки взамен выкачанного воздуха наполняют газом-аргоном или азотом, которые предохраняют нить от распыления и перегорания, — и продолжительность жизни лампочек значительно возрастает.
Электрические лампочки горят везде: в городе и в деревне — в комнате, в театре, в кино.
Как бы хороши ни были электрические лампочки, всё же они в конце концов перегорают, и их надо заменять новыми.
В каждой квартире в год, наверное, сменят штук десять лампочек. А сколько таких квартир в городе, а сколько городов на земном шаре! Поэтому лампочек идет очень много: десятки и сотни миллионов.
Столько же нужно сделать и колбочек. Это гораздо более сложные изделия, чем обыкновенные бутылки.
Поэтому на бутылочных автоматах их сделать нельзя. Откуда же взять целую армию стеклодувов, которые изготовят эти миллионы электроколб? И тут на помощь пришли изобретатели. Они придумали машину для механического выдувания электроколб. Эта машина выдувает электроколбы из стеклянной ленты, выползающей из узкой щели ванной печи. Каждую секунду автомат изготовляет двенадцать колб: это значит — в сутки больше миллиона колб. Такая машина заменяет почти двести стеклодувов.
Теперь электрические лампочки изготовляются для всевозможных целей, начиная с лампочек-крошек величиной с рисовое зернышко, для медицинских оптических приборов, и кончая лампами-великанами, более метра высотой, для авиамаяков.
Современные электрические лампочки накаливания достигли наибольшего возможного для них совершенства. Но путь их развития на этом не закончился. Оказывается, лампочки накаливания, которые после их изобретения назывались «экономическими», за экономное расходование ими электроэнергии, на самом деле далеко не экономичны. Только 10 процентов энергии излучает раскаленная вольфрамовая нить в виде света, а 90 процентов — в виде тепла. Какое огромное количество электроэнергии расходуется напрасно! Конечно, с этим мириться нельзя, и ученые нашли способ сделать электрический свет еще более экономичным и дешевым. Для создания новых осветительных ламп очень много сделал один из крупнейших физиков нашего времени — академик С. И. Вавилов с учениками. Новые лампы называются «лампами холодного света», потому что в них значительно большая, чем в лампах накаливания, часть электрической энергии превращается в видимый свет и меньшая часть ее переходит в тепло. Оболочкой для этих ламп служат, уже не колбочки, а трубки из стекла. Свет в них получается за счет свечения паров ртути и специальных составов, которые наносятся на внутренние стенки трубки.
Стеклянные трубки тоже имеют свою историю. Долгое время их делали вручную. Это было очень тяжелое ремесло, требующее большого мастерства. Ручным способом стеклянные трубки изготовляются так. Мастер набирает на стеклодувную трубку стекло, так же как для выдувания большой бутыли или банки. Приготовив огромную «каплю» из стекла, он вдувает в нее немного воздуха, чтобы внутри капли образовалось пустое пространство. Подручный мастера прижимает к нижнему концу капли раскаленную лепешечку из стекла, прочно сидящую на конце металлического стержня. Лепешечка прилипает к капле. Тогда подручный быстро отбегает от мастера, и при этом капля растягивается в трубку. Для того, чтобы трубка получалась ровной и имела нужную толщину стенок, мастеру надо тонко чувствовать, сколько воздуха требуется вдуть в каплю, в какой момент надо начать растягивание и с какой скоростью должен отбегать подручный. Но даже самые искусные мастера не могут изготовлять трубки так точно, чтобы их размеры и толщина стенок были всегда строго определенными. А для ламп дневного света, да и для многих других изделий из трубок это очень важно. Поэтому при ручном способе изготовления всегда много трубок отходило в брак. При всё растущем спросе на стеклянные трубки стало необходимым и для них придумать механический способ выработки.
Теперь существует несколько различных способов вытягивания стеклянных трубок. В Советском Союзе машину для вытягивания трубок изобрел в 1928 году рабочий Королев. По способу Королева трубки вытягиваются вверх из огнеупорной «лодочки», которая плавает на поверхности стекла. В середине лодочки имеется круглое отверстие, в которое вставляется специальная кольцеобразная форма — сопло. В сопло подводится по каналу воздух. Стекло выдавливается через сопло, подхватывается металлической «приманкой» и вытягивается вверх. От размеров и формы сопла, количества подводимого воздуха и скорости вытягивания зависит форма, диаметр и толщина трубок. На одной и той же машине, меняя режим вытягивания и размеры сопла, можно вытягивать трубки от 2 до 30 миллиметров.
Так изобретатель Королев облегчил труд рабочих и сделал возможным изготовление стеклянных трубок очень точных размеров и в любых количествах.
Мы ничего не рассказали здесь о лампах, которые не дают света, но каждая из которых является точным и очень чувствительным прибором. Это всевозможные радиолампы. Все они также делаются из стекла, и колбочки для них выдуваются теми же машинами.
Вот какой необыкновенный путь прошел стеклянный пузырек, начиная с грубого толстостенного кувшина и кончая сложнейшими лампами-приборами.