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2010最后一枪:节日灯光的演变  

2010-12-31 21:06:00|  分类: 羊屎蛋鈥斺斘业墓 |  标签: |举报 |字号 订阅

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2010最后一枪:节日灯光的演变 - 杨孝文 - 杨孝文的博客
北京建国门的灯光,记得应该是今年夏天的一个傍晚到北京新闻台做节目前拍摄

 

    善始善终,今晚发2010年的最后一篇博。博客又伴我走过一年,明年我们仍将结伴而行。谢谢啊!

    圣诞刚刚过去,明天就是元旦了。祝大家在新的一年里想什么,什么就是你!

    看看窗外,已是灯火通明。可是,想想十年前的北京,想想十年前北京的灯光,远没有这般迷人,更不用说几十年前,上百年前了。要说这节日灯光的演变,就和北京的故事一样,太有的说了。

    1882年,美国圣诞节城市景象发生重大变化!那一年的圣诞节,美国发明家、托马斯·爱迪生电气公司副总裁爱德华·约翰逊不是用蜡烛来装饰圣诞树,而是在自家院子的树上挂了80个红白蓝三色灯泡,而且以每分钟六次的频率闪动。

    底特律当地记者兴奋地写道:“其实大家明白,不断闪烁的常绿植物就是美丽的景观——一个人几乎无法想象出比这更美丽的景致了!”

    一百多年过去了,如今,每逢盛大节日来临,就有数亿、数十亿、甚至数百亿个小电灯泡装饰着全世界无数个家庭和政府、企业办公大楼。从第一串设计简单的电灯泡到电脑控制的LED装饰灯,应有尽有。

    在现代白炽灯问世以前,化学家汉弗莱·戴维发明了弧光灯。弧光灯使得电流可以在两个炭棒之间传输,从而释放超亮光点。弧光灯使用寿命不长,也不安全,尽管如此,这一设计最终推动科学家发明了更先进的白炽灯。

    第一个白炽灯是由约瑟夫·威尔逊·斯旺爵士在1850年发明的。斯旺在1861年申请了白炽灯设计的专利,但是,由于当时抽真空的技术很差,灯泡中的碳丝一遇氧气,很快烧断。托马斯·爱迪生也在设计更高效的白炽灯,他最终说服斯旺加入他的公司,实际上获得了斯旺白炽灯的专利权。

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               左:斯旺发明的白炽灯           右:爱迪生制造的白炽灯

    爱迪生清楚,白炽灯成功的关键在于碳丝(后来则是钨丝)更耐用,于是,他的工厂测试了数千种植物纤维,以寻找制造碳丝的最佳材料。1880年,爱迪生最终发现碳化棉线是自然界最佳的灯丝材料,可持续燃烧1500个小时。爱迪生的公司随后不断完善相关技术,使电灯泡变成普通工具,包括并联电路、更耐用的玻璃灯泡、更好的发电机、可靠的电源、熔丝、绝缘材料、插座甚至是开关。

    1882年,即第一个性能可靠的白炽灯问世两年后,约翰逊用80个精致的“玻璃蛋”照亮了位于纽约市第五大道附近的自家住宅。到1890年,宾夕法尼亚州的安纳斯·胡摩尔(Annas Hummel)申请了人造圣诞树的专利。后来申请的专利都基于这个专利和约翰逊发明的旋转底座,但由于成本过高,在接下来几十年未能成功推向市场。

    到1895年,爱迪生电气公司开始销售装饰圣诞树和树架的梨形小电灯。这种电灯最初主要白色,后来又增加了红色、绿色等各种颜色。据《圣诞灯泡历史》一书介绍,在格罗弗·克利夫兰担任美国总统期间,白宫树起了“装饰有金色天使、金银色雪橇、大量金属箔”的圣诞树,“以及在白宫圣诞树上亮起的第一个电灯。”专家普遍认为,虽然约翰逊早在十多年前就展示了多彩的圣诞树设计,但白宫此次作秀标志着电子装饰的圣诞树的诞生。

    1899年和1900年,像《纽约邮报》、《科学美国人》这样的报纸和杂志开始登载圣诞树灯出租广告,百货商店亦于1901年左右开始在窗外展示被电灯照亮的圣诞树。但是,根据今天的货币计算,这些用于装饰的圣诞树售价高达2000美元,大多数人根本买不起。

    但是,公开展示和广告攻势促使研究人员陆续研制出一批低成本技术,令电灯进入普通老百姓的家中。美国永备公司(如今以生产电池著称)在1903年推出了第一种预置线路、备有插座的圣诞灯饰,1907年进一步使灯泡小型化。拉尔夫·莫里斯在1908年放弃了插座,将灯安连到带电的电话线上,从而不再在圣诞树上使用蜡烛。

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于1912年申请专利的一款“电蜡烛”

    据说,美国人艾尔伯特·萨达卡15岁时目睹自家一处房屋因圣诞树蜡烛被付之一炬,于是,长大以后开始寻求开发出更安全的照明工具。萨达卡兄弟几人在1910年发明了一串串的彩色小灯泡,迅速成为市场上的畅销产品。产品在市场上取得成功以后,萨卡达家族最终在1925年创建了NOMA电气公司,并在接下来的四十年保持着最大圣诞灯饰制造商的头衔。

    20世纪20年代,发明家们陆陆续续申请了多项闪光灯专利,虽然有些专利在结构上比其他的一些复杂,但大多数都依赖于简单的恒温器工作。当电加热了灯泡内的金属丝,它弯曲并与电路断开。一旦冷却,它又向相反方向弯曲,重新连接电路,产生断断续续的闪光或如部分专利所描述的“眨眼”效果。同样的设计至今应用于现代红顶闪光警戒灯上。

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                        卡尔·奥蒂斯在1945年为气泡灯申请了专利

    气泡灯(bubbling light)是1935年由卡尔·奥蒂斯发明的,他随后申请的专利在接下来几年不断改善这项设计。气泡灯工作原理相当简单,即用白炽灯加热装满低沸点液体(轻质油的早期版本)的小玻璃瓶来工作。现代灯饰将二氯甲烷作为这种液体,设计上与以前相比基本上未有任何改动。NOMA公司购买了奥蒂斯的专利设计,但直到第二次世界大战结束才将其推向市场,并在1947年取得成功。

    为确保节日灯饰的安全性,NOMA公司在1951年开发并将一种容易更换的微型保险丝系统推向市场。时至今日,这种像小玻璃瓶一样的装置几乎应用于所有装饰性灯具。发明家在1976年给烟气和热量探测灯饰申请了专利。

    普通白炽灯甚至闪光灯,问世不久便无法再激起公众的兴趣。发明家只好通过不断改进灯饰功能以满足人们的需要。例如,1965年,亚瑟·卡德纳斯和古斯塔沃·卡德纳斯申请了响铃装饰灯的专利,这项专利是依据发现于闪光灯上的恒温器技术开发的。当装饰灯打开时,电磁体便把铃敲响。

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                     最早上市的一些弦乐灯

    作为最早通过声音调节灯光强度的专利之一,这种名为“声音振幅响应灯光展示”的技术在1977年问世。它根据输入麦克风的声音频率令灯光强度发生变化。1979年,哈罗德·韦伯申请了“闪烁火焰灯”的专利,它通过半导体控制在灯丝之间转化的交流电的频率。

    由电脑控制的智能灯在20世纪90年代问世,包括于1995年申请了专利的完全可编程照明系统。更新的智能灯发明通过软件和无线网络产生光怪陆离的灯光展示,可根据系统中预制的音乐改变。最著名的一个案例是,2004年圣诞节,美国俄亥俄州梅森市电脑工程师卡森·威廉姆斯,把自家灯饰通过电脑声光控制设备,装饰得跟好莱坞专业特效一样,令所有邻居大开眼界。2005年,这段视频在被上传至YouTube视频分享网站以后,曾在互联网上风靡一时。

    当电流经过一些半导体时,这些材料中的电子被激活,以十分明确的波长发光。亨利·约瑟夫早在1907年就发现了这一诀窍,但直到20世纪60年代,半导体市场成熟以后,制造发光二极管的材料的成本才趋于低廉。即便如此,研究人员仍花了数十年时间才开发出可生成多数灯光(如白灯)色彩的半导体合金。

    发光二极管节日装饰灯(LED装饰灯)最早于20世纪90年代晚期问世,从此,这种照明工具越来越受用户的欢迎,同时价格不断下降。发光二极管灯显然代表着节日装饰灯的未来,这不仅是因为它们的设计可靠(它们紧紧包在塑料中),而且效率很高——有些色彩的耗电量仅相当于白炽灯的八分之一。

一路上有你: 



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