लाइट बल्ब के पीछे का सामान्य विज्ञान सभी लोगों को नहीं है पता, जानें यहाँ

लाइट बल्ब एक ऐसा उपकरण है जो बिजली से चलने पर रोशनी पैदा करता है। यह इतिहास के सबसे महत्वपूर्ण आविष्कारों में से एक है। लाइट बल्ब हमें अंधेरे में देखने, रात में काम करने और ज्यादा आराम से रहने में मदद करते हैं। लेकिन एक लाइट बल्ब असल में काम कैसे करता है? बल्ब के अंदर, बिजली एक पतले तार से होकर गुजरती है, जिसे फिलामेंट कहते हैं। यह तार गर्म होकर चमकने लगता है और रोशनी देता है।

इसके चारों ओर का कांच का बल्ब हवा को बाहर रखता है ताकि तार जल्दी से जल न जाए। कुछ आधुनिक बल्ब कई तरीकों से रोशनी पैदा करने के लिए गैसों या खास चीजों का इस्तेमाल करते हैं।

इस लेख में, हम लाइट बल्ब के पीछे के विज्ञान पर नजर डालेंगे। हम जानेंगे कि यह रोशनी कैसे पैदा करता है, बल्ब कितने तरह के होते हैं, और समय के साथ वे कैसे बदले हैं।

लाइट बल्ब के पीछे का विज्ञान क्या है?

एक लाइट बल्ब की चमक 'इनकैनडेसेंस' (incandescence) का परिणाम है। यह एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें किसी चीज को बहुत ज्यादा तापमान पर गर्म करने पर वह रोशनी छोड़ने लगती है। बल्ब के साधारण से डिजाइन में इसी सिद्धांत का इस्तेमाल होता है, जो एक दिलचस्प प्रक्रिया के जरिए बिजली की ऊर्जा को रोशनी में बदल देता है।

फेज 1: बिजली का रास्ता (Path)

जब आप लाइट का स्विच चालू करते हैं, तो बिजली पावर सोर्स से निकलकर बल्ब के धातु वाले बेस में जाती है। इसके बाद बिजली अंदर के तारों से ऊपर की ओर जाती है।

फेज 2: फिलामेंट का प्रतिरोध

बिजली एक पतले, घुमावदार तार तक पहुंचती है जिसे फिलामेंट कहते हैं। यह आमतौर पर टंगस्टन का बना होता है। टंगस्टन का उपयोग इसलिए किया जाता है क्योंकि इसका गलनांक (melting point) बहुत ज्यादा होता है।

फिलामेंट नाजुक होता है, जो बिजली के बहाव में काफी प्रतिरोध पैदा करता है। इस प्रतिरोध के कारण बिजली की ऊर्जा गर्मी में बदल जाती है। यह ठीक वैसा ही है जैसे आप अपने हाथों को आपस में रगड़कर गर्मी पैदा करते हैं।

फेज 3: इनकैनडेसेंस और रोशनी

फिलामेंट बहुत ज्यादा गर्म हो जाता है, कभी-कभी इसका तापमान 4,500°F (2,500°C) से भी ज्यादा पहुंच जाता है। यह तेज गर्मी टंगस्टन के परमाणुओं को उत्तेजित करती है, जिससे वे फोटॉन, यानी रोशनी के कणों के रूप में ऊर्जा छोड़ते हैं। इसी समय फिलामेंट तेजी से चमकना शुरू कर देता है और कमरे में रोशनी हो जाती है।

फेज 4: सुरक्षित माहौल

फिलामेंट के चारों ओर मौजूद कांच के बल्ब को या तो वैक्यूम (हवा निकालकर) कर दिया जाता है या फिर उसमें आर्गन जैसी एक अक्रिय गैस भर दी जाती है। यह बहुत जरूरी है, क्योंकि अगर ऑक्सीजन मौजूद होती, तो बहुत गर्म टंगस्टन जलकर टूट जाता। अक्रिय गैस या वैक्यूम ऐसा होने से रोकता है, जिससे फिलामेंट लंबे समय तक सुरक्षित रूप से चमकता रहता है।

बिजली के बल्ब का इतिहास

लाइट बल्ब का इतिहास किसी एक व्यक्ति द्वारा किए गए अचानक आविष्कार की कहानी नहीं है। बल्कि यह कई आविष्कारकों और धीरे-धीरे हुए सुधारों की एक लंबी प्रक्रिया का नतीजा है।

हालांकि थॉमस एडिसन को अक्सर लाइट बल्ब का 'आविष्कार' करने का श्रेय दिया जाता है, लेकिन उनकी असली उपलब्धि पहला व्यावसायिक रूप से व्यावहारिक और लंबे समय तक चलने वाला बल्ब बनाना था। इसके साथ ही उन्होंने बिजली पैदा करने और उसे बांटने की पूरी व्यवस्था भी तैयार की, ताकि इसे एक सफल उत्पाद बनाया जा सके।

यह सफर बहुत पहले शुरू हुआ था:

शुरुआती आर्क लाइट (1800 के दशक की शुरुआत में): बिजली की रोशनी का सबसे पहला रूप आर्क लैंप थे, जिन्हें सर हम्फ्री डेवी जैसे लोगों ने प्रदर्शित किया था। इनमें दो कार्बन रॉड के बीच से एक शक्तिशाली बिजली का करंट गुजारा जाता था। इससे एक तेज, लेकिन बहुत तीव्र और कम समय तक टिकने वाली रोशनी पैदा होती थी। ये घर में इस्तेमाल के लिए बहुत ज्यादा चमकदार और अव्यावहारिक थे। ये केवल बड़े खुले स्थानों के लिए ही उपयुक्त थे।

शुरुआती इनकैनडेसेंट बल्ब बनाने की कोशिशें (1800 के दशक के मध्य में): अगले कई दशकों में, कई आविष्कारकों ने अलग-अलग फिलामेंट और वैक्यूम बल्बों के साथ प्रयोग किए। इनमें इंग्लैंड में जोसेफ स्वान और कनाडा में हेनरी वुडवर्ड और मैथ्यू इवांस शामिल थे। उन्होंने प्लैटिनम और कार्बन वाले कागज जैसी चीजों का इस्तेमाल किया, लेकिन ये शुरुआती प्रोटोटाइप ज्यादा कुशल नहीं थे, महंगे थे और लंबे समय तक नहीं चलते थे।

एडिसन की बड़ी सफलता (1879-1880 के दशक): थॉमस एडिसन और मेनलो पार्क में उनकी टीम ने एक व्यावहारिक और लंबे समय तक चलने वाला बल्ब बनाने पर ध्यान दिया। उन्होंने फिलामेंट के लिए हजारों चीजों का परीक्षण किया और आखिरकार उन्हें एक कार्बोनाइज्ड बांस के फिलामेंट के साथ सफलता मिली, जो 1,200 घंटों से ज्यादा चल सकता था। इस बड़ी सफलता ने, एडिसन द्वारा बिजली पैदा करने और बांटने की व्यवस्था के विकास के साथ मिलकर, इनकैनडेसेंट लाइट बल्ब को एक कामयाब और बड़े पैमाने पर इस्तेमाल होने वाली तकनीक बना दिया। उनका एक प्रसिद्ध कथन है, "मैं असफल नहीं हुआ हूं। मैंने बस 10,000 ऐसे तरीके खोजे हैं जो काम नहीं करेंगे।"

आगे के विकास (20वीं सदी): इनकैनडेसेंट बल्ब का विकास जारी रहा। 1900 के दशक की शुरुआत में, विलियम डी. कूलिज ने टंगस्टन फिलामेंट बनाने का एक तरीका पेटेंट कराया। इसका गलनांक कार्बन से भी ज्यादा था और यह ज्यादा समय तक चलता था, इसलिए यह दशकों तक इनकैनडेसेंट बल्बों के लिए मानक बन गया। बाद में, रोशनी के दूसरे रूप भी सामने आए, जिनमें 1930 के दशक में फ्लोरोसेंट लैंप और आखिरकार, 20वीं सदी के अंत और 21वीं सदी की शुरुआत में बहुत ज्यादा ऊर्जा-कुशल LED (लाइट-एमिटिंग डायोड) तकनीक शामिल है।

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