Šventiniu laikotarpiu daugelis mūsų be didesnio susimąstymo ištraukia iš dėžės kalėdinių lempučių girliandas, apraizgo eglę ir džiaugiasi jaukia šviesa. Tačiau retas pagalvoja, kad šis, atrodytų, paprastas dekoracijos elementas yra šimtmečius trunkančių tradicijų, mokslo pažangos ir dešimčių svarbių patentų rezultatas. Kalėdinės lemputės – tai ne tik estetika, bet ir technologijų istorija, kuri prasidėjo nuo pavojingų žvakių ir atvedė iki muziką „girdinčių“ LED sistemų.
Kalėdų šviesa nuo pat pradžių turėjo simbolinę prasmę. Dar iki krikščionybės plitimo Europoje žmonės žiemos saulėgrįžos metu namus puošė visžalių augalų šakomis. Tai buvo vilties, gyvybės ir pavasario laukimo simbolis. Vėliau, krikščionybei įsitvirtinus, ši tradicija natūraliai tapo Kalėdų dalimi. Tačiau tikras lūžis įvyko XVI amžiuje Vokietijoje, kai žmonės pradėjo ne tik įnešti eglę į namus, bet ir ją puošti.
Kai eglę apšvietė žvakės
Istoriniuose šaltiniuose dažnai minima, kad Martinas Liuteris buvo vienas pirmųjų, kuris eglę papuošė žvakėmis. Pasakojama, jog jis norėjo atkartoti naktinio dangaus ir žvaigždžių įspūdį, kurį pamatė vaikščiodamas miške. Nors ši istorija labiau primena legendą, faktas tas, kad žvakėmis apšviestos eglės tapo paplitusiu papročiu Vokietijoje, o vėliau – ir kitose Europos šalyse.
Vis dėlto toks grožis turėjo didelę kainą. Gyvos eglės, sausi spygliai ir atvira liepsna buvo itin pavojingas derinys. Žvakės ant eglės buvo uždegamos dažniausiai tik vieną kartą – Kūčių vakarą, o šalia visada stovėdavo kibirai vandens. Nepaisant visų atsargumo priemonių, gaisrai buvo dažni, todėl šviesos ant eglės ilgą laiką buvo prabanga ir rizika.
Elektros revoliucija ir pirmosios lemputės
XIX amžiaus pabaigoje situacija pasikeitė iš esmės. Po to, kai Thomasas Edisonas sukūrė praktiškai naudojamą elektros lemputę, jo bendražygis Edwardas Johnsonas 1882 metais pristatė tai, ką šiandien laikome kalėdinių lempučių pradžia. Jis savo eglę papuošė 80 raudonų, baltų ir mėlynų elektros lempučių, sujungtų į vieną girliandą.
Tai buvo tikra sensacija, nors pradžioje – tik turtingųjų privilegija. 1895 metais net Baltųjų rūmų eglė buvo apšviesta šimtais spalvotų lempučių, o tai galutinai įtvirtino elektrinę šviesą kaip saugesnę ir modernesnę alternatyvą žvakėms. XX amžiuje kaitrinės lemputės tapo standartu, tačiau jos turėjo vieną didelį trūkumą – didelį karštį ir mažą energinį efektyvumą.
Kaip šviečia kaitrinės lemputės
Kaitrinės lemputės veikimo principas iš esmės nesiskyrė nuo Edisono laikų. Elektros srovė teka per metalinį siūlelį, jis įkaista, o įkaitę elektronai pradeda skleisti šviesą. Šis procesas paaiškinamas kvantinės fizikos dėsniais: elektronai pereina iš vieno energijos lygmens į kitą, o grįždami atgal išspinduliuoja elektromagnetinę spinduliuotę – šiuo atveju matomą šviesą.
Problema ta, kad didžioji dalis energijos virsta ne šviesa, o šiluma. Būtent dėl to daugybė kalėdinių eglių vis dar užsidegdavo net ir naudojant elektros lemputes, ypač jei medis būdavo sausas.
LED – technologija, pakeitusi viską
Tikras proveržis įvyko su LED technologijos atsiradimu. Šviesos diodai taip pat veikia elektronų sužadinimo principu, tačiau čia šviesa sukuriama tiesiogiai, be perteklinės šilumos. Dėl to LED lemputės naudoja 80–90 procentų mažiau energijos nei kaitrinės ir beveik nekaista.
Pirmasis šviesos diodas buvo patentuotas 1966 metais, kai Jamesas Biardas ir Gary Pittmanas sukūrė puslaidininkinį diodą, skleidžiantį infraraudonąją šviesą. Netrukus Nickas Holonyakas iš „General Electric“ išplėtė šią idėją ir sukūrė pirmąjį matomą raudoną LED, pakeitęs naudojamas medžiagas. Tai buvo pradžia technologijos, kuri šiandien dominuoja ne tik kalėdinėse lemputėse, bet ir telefonų, televizorių bei kompiuterių ekranuose.
Spalvos, muzika ir išmanūs sprendimai
Skirtingai nei kaitrinės lemputės, LED gali skleisti konkrečią spalvą be papildomų dažų ar filtrų – viskas priklauso nuo naudojamų junginių. Raudona, žalia, mėlyna šviesa tapo pagrindu RGB sistemai, leidžiančiai sukurti praktiškai bet kokią spalvą. Ši technologija įtvirtinta dar 1977 metais patentuotoje dvimatėje LED masyvo struktūroje, kuri vėliau tapo ekranų pagrindu.
Šiandien kalėdinės lemputės gali ne tik keisti spalvas, bet ir „šokti“ pagal muziką. 2013 metais buvo suteiktas patentas sistemai, kuri analizuoja garso bangas ir realiu laiku paverčia jas šviesos efektais. Tai reiškia, kad eglės apšvietimas gali tapti savotišku koncertu.
Taip pat skaitykite
Kokia ateitis laukia kalėdinių lempučių?
Ekspertai prognozuoja, kad LED technologija ir toliau tobulės: balta šviesa taps natūralesnė, energijos sąnaudos – dar mažesnės, o pačios lemputės – vis mažesnės ir lankstesnės dizaino prasme. Galbūt net grįšime prie istorinės idėjos – žvakių ant eglės, tik šį kartą visiškai saugių, sukurtų iš LED, imituojančių tikrą liepsną.
Taigi kitą kartą, įjungę kalėdines lemputes, prisiminkite – tai ne tik šventinė puošmena, bet ir mokslo, išradimų bei žmonių kūrybiškumo istorija, trunkanti jau kelis šimtmečius.
Nuotraukos asociatyvinės © Canva.
