SME
Štvrtok, 9. júl, 2020 | Meniny má LujzaKrížovkyKrížovky

Laserová úprava zjasňuje žiarovku

Americkí fyzici premenili laserovými impulzmi bežnú žiarovku so žeravým vláknom na jasnejší svetelný zdroj s menšou spotrebou elektriny. Upravená žiarovka je oveľa lacnejšia a vydáva príjemnejšie svetlo ako žiarivka plnená plynom.

Chunlei Guo z Rochesterskej univerzity (štát New York, USA) vo svojom laboratóriu pred „čarodejným" femtosekundovým laserom. V spolupráci najmä s asistentom Anatolijom Vorobjevom ním okrem iného dokázal zdvojnásobiť účinnosť bežnej žiarovky.Chunlei Guo z Rochesterskej univerzity (štát New York, USA) vo svojom laboratóriu pred „čarodejným" femtosekundovým laserom. V spolupráci najmä s asistentom Anatolijom Vorobjevom ním okrem iného dokázal zdvojnásobiť účinnosť bežnej žiarovky. (Zdroj: University of Rochester)

Laserová úprava navyše vedie k tomu, že vlákno žiarovky vydáva sčasti polarizované svetlo.

Prvotným výsledkom úpravy je ľudskému zraku optimálne prispôsobené svetlo s jasom, aký vydáva stowattová žiarovka, avšak pri menšej spotrebe, než akú má šesťdesiatwattová.

Tento úspech dosiahol Chunlei Guo z Rochesterskej univerzity (USA) s kolegami. Kľúčové body nového postupu budú čoskoro uverejnené v časopise Physical Review Letters.

Štruktúrovaný volfrám

Laserový lúč totiž na povrchu bežného volfrámového vlákna žiarovky vytvára akúsi sieť štruktúr v meradlách nano- a mikrometrov (miliardtín a milióntin metra). Vďaka nim vlákno vydáva svetlo oveľa efektívnejším spôsobom.

Skryť Vypnúť reklamu

Tím Chunleia Guoa sa dlhodobo zaujíma o zmeny, ktoré v kovoch môže spôsobiť výkonný laser. Najnovšie sa rozhodli vyskúšať jeho účinky na žiarovkové vlákno.

„Vyslali sme lúč priamo cez sklo žiarovky a zmenili ním malú plochu vlákna. Keď sme potom žiarovku rozsvietili, videli sme, že táto plocha bola skutočne oveľa jasnejšia ako zvyšok vlákna, pričom spotreba energie sa nezmenila," povedal Chunlei Guo.

Rýchlo a mohutne

Povrch volfrámu takto obmenili mimoriadne krátke, no zato rovnako mimoriadne intenzívne svetelné impulzy v meradle femtosekúnd. (Predpona femto označuje tisícbilióntinu, teda 10 na mínus pätnástu; pre názornosť: femtosekunda je voči sekunde to, čo sekunda voči 32 miliónom rokov.)

Aj intenzita použitého svetla je obrovská: na plôšku s rozmerami špice ihly sa počas trvania impulzu sústreďuje mohutný výkon, porovnateľný s výkonom celej elektrorozvodnej siete Severnej Ameriky. Keďže sú ale laserové impulzy také krátke, sieť to nezruinuje. Aparatúra bola napájaná z elektrickej zásuvky na stene laboratória.

Skryť Vypnúť reklamu

Viac berie i dáva

Popravde Chunleia Guoa zvláštny účinok lasera na volfrám očakával. Pri ožarovaní kovov laserom už získal viaceré unikátne výsledky. Pred tromi rokmi s asistentom Anatolijom Vorobjevom laserom „nafarbili" viaceré kovy dočierna.

Takto upravený kovový povrch vynikajúco pohlcoval dopadajúce svetlo - v pozadí boli podobné mikro- a nanoštruktúry ako teraz pri volfrámovom vlákne žiarovky.

V ďalšom postupe ich viedlo prírodné pravidlo, ktoré možno vyjadriť ako „zoberie viac, vydá viac". Laserovo sčernetý kov unikátne pohlcoval svetlo - bude ho aj unikátne vydávať?

„Vedeli sme, že by to podľa teórie malo fungovať, no aj tak nás prekvapilo, keď sme zapli žiarovku a uvideli, o koľko jasnejšia bola zmenená plôška vlákna," povedal Chunlei Guo.

Skryť Vypnúť reklamu

„Čarodejný" laser

Laser zvýšil jas volfrámového vlákna. No možno ním aj ladiť farbu vydávaného svetla. Tím Chunleia Guoa využil skúsenosti. Vlani takto zmenili farbu radu kovov - popri už skôr dosiahnutej čiernej - na modrú, zlatú a sivú.

Bádatelia sa v priebehu týchto pokusov naučili, ako ovládať veľkosť a tvar mikro- a nanoštruktúr a tým aj to, aké farby svetla tieto štruktúry pohlcujú respektíve vyžarujú. Vďaka tomu mohli zmeniť príspevky jednotlivých farieb k svetlu vyžarovanému volfrámovým vláknom.

K čisto jednofarebnému zatiaľ nedospeli. No posunuli rozloženie jednotlivých farieb tak, že bežne žltkasto vyžarujúce wolframové vlákno im svietilo viac bielo, čím sa priblížilo k prirodzenému slnečnému svetlu. To pomôže lepšie riešiť základný problém s umelým osvetlením - aby bolo optimálne vyladené a príjemné pre ľudské oko.

Skryť Vypnúť reklamu

Príslovečnou čerešničkou na torte je skutočnosť, že laserovou úpravou dosiahli aj to, že volfrámové vlákno vyžaruje sčasti polarizované svetlo. To sa dosiaľ dalo iba pomocou špeciálnych filtrov, ktoré ale nepríjemne znižovali účinnosť žiarovky. Za polarizáciou sa skrývajú paralelné rady nanoštruktúr.

Zlepšením žiarovky (po vybrúsení metódy by to malo byť jednoduché a lacné) ale „zázraky" tímu Chunleia Guoa nekončia: v článku pre časopis Applied Physics Letters uverejnil výsledky pokusov, pri ktorých femtosekundovým laserom docielil, aby kus kovu automaticky presúval kvapalinu po svojom povrchu a aby ju nadnášalo.

Hlavný zdroj: Komuniké University of Rochester z 29. mája 2009.

Skryť Vypnúť reklamu

Najčítanejšie na SME Tech

Skryť Vypnúť reklamu
Skryť Vypnúť reklamu
Skryť Vypnúť reklamu
Skryť Vypnúť reklamu

Neprehliadnite tiež

Ilustračná fotografia.
Ilustračná fotografia. Meteorológovia z WMO upozorňujú na zvyšujúcu sa šancu, že v jednom z najbližších piatich rokov budú priemerné svetové teploty vyššie o 1,5 stupňa v porovnaní s obdobím pred priemyselnou revolúciou.

Luxemburg rozhodol. YouTube nemusí vydať údaje ľudí, ktorí nahrali pirátsky obsah

Zákon sa nevzťahuje na e-mailové a IP adresy, či telefónne čísla.

Ilustračná fotografia.

Inzercia - Tlačové správy

  1. Skvelý program pre deti? Pomôže výzva Gesto pre rodičov
  2. Rozdávajú sa dotácie na tepelné čerpadlá. Využite to, kým sa dá
  3. Morské oko vzniklo pred miliónmi rokov
  4. Samsung „zdivočel“. Za nákup ponúka späť až 2 tisícky
  5. Krížovkársky magazín Lišiak opäť v denníku SME
  6. Ázii dali košom. Tieto bicykle sa celé vyrábajú na Slovensku
  7. Poznáte zaujímavosti Malty? Tieto lákajú turistov najviac
  8. Lokálne nákupy vo VIVO! Markete
  9. Kedysi ovocie chutilo inak. Rozmanitosť sa zachovala na dedinách
  10. Za päť rokov chce mať päť reštaurácií
  1. Rozdávajú sa dotácie na tepelné čerpadlá. Využite to, kým sa dá
  2. Morské oko vzniklo pred miliónmi rokov
  3. Keď sa inšpiráciou stane samotné víno
  4. Nezávislý test autokamer TESTADO dal vysoké hodnocení 9.1! Komu?
  5. O2 poľudštilo svoju zákaznícku linku
  6. Samsung „zdivočel“. Za nákup ponúka späť až 2 tisícky
  7. Krížovkársky magazín Lišiak opäť v denníku SME
  8. Garmin pridáva technológiu solárneho dobíjania
  9. Discover even more with the Spectacular Slovakia bundle offer
  10. Najviac slovenských dodávateľov vlastnej značky má COOP Jednota
  1. Ázii dali košom. Tieto bicykle sa celé vyrábajú na Slovensku 42 308
  2. Za päť rokov chce mať päť reštaurácií 16 292
  3. Poznáte zaujímavosti Malty? Tieto lákajú turistov najviac 15 388
  4. Kedysi ovocie chutilo inak. Rozmanitosť sa zachovala na dedinách 14 673
  5. Zmenia sa Vysoké Tatry na lunapark? 14 534
  6. 15 miest v Grécku, na ktoré sú domáci najpyšnejší 12 617
  7. Ťažšie sa vám dýcha? Možno máte vlhký dom 12 254
  8. Magazín denníka SME: Leto v Čechách a na Morave 10 472
  9. Leto na Slovensku: Mimoriadny 48-stranový magazín týždenníkov MY 10 123
  10. Južný Cyprus: skvelá dovolenka až do skorej jesene 8 009