ELECTRISCHE LICHTBRONNEN EN HARE EIGENSCHAPPEN VOLKSUNIVERSITEITS BIBLIOTHEEK onder redactie van de Vereeniging „V. U. B." Prof. Dr. J. DE ZWAAN, Groningen, Voorzitter; Prof. Dr. Ph". KOHNSTAMM, Amsterdam, Ondervoorzitter; Dr. N. ADRIANI; Prof. Mr. D. VAN BLOM; Prof. Dr. J. BOEKE; Prof. Dr. H. BOLKESTEIN; Prof. Dr. F. J. J. BUYTENDIJK; RADEN Dr. HOESEIN DJAJADININGRAT; H. J. G.JANSSEN VAN RA AY; Prof. Mr. J. VAN KAN; Prof. Dr. J. W. PONT; Prof. Mr. N. W. POSTHUMUS; Prof. Dr. C.SNOUCK HURGRONJE; Prof. Ir. J. A. G. VAN DER STEUR; Dr. H. H. ZEIJLSTRA Fzn., Deventer, Secretaris. 4 HAARLEM DE ERVEN F. BOHN 1920 ELECTRISCHE LICHTBRONNEN EN HARE EIGENSCHAPPEN DOOR Dr. G. HOLST HAARLEM DE ERVEN F. BOHN 1920 VOORREDE. Toen mij eenigen tijd geleden verzocht werd een boekje te schrijven over de electrische lichtbronnen, heb ik dat verzoek met genoegen aanvaard, omdat ik meende er misschien iets in te kannen vertellen, dat niet algemeen bekend is en toch alleszins belangstelling verdient. Ik hoop daarin eenigszins geslaagd te zijn. Vele van de hier besproken kwesties kan men terug vinden in de publicaties van de groote Amerikaansche industrie-labora toria en in verschillende tijdschriftartikelen. De behandeling van de eigenschappen der halfwattlampen heb ik aan een artikel van mijn collega Dr. E. Oosterhuis ontleend, aan wien ik ook eene menigte andere gegevens te danken heb, die in het laboratorium der N.V. Philips' Gloeilampen» fabrieken bepaald werden. De gegevens over booglampen en over de kwartslamp werden mij welwillend ter beschikking gesteld door de firma's Korting en Mathiesen, Leutsch bij Leipzig en door de Quartzlampen Gesellschaft te Hanau. Eindhoven, Augustus 1919. INHOUD. Blz I Inleiding 1 Hoofdstuk I. Over de straling van verschillende lichamen. 1. Inleiding 5 2. Energieverdeeling in het spectrum7 3. Het emissievermogen 9 4. De wet van Klrchhoff 10 5. Het zwarte lichaam 12 6. De wetten van Stefan-Boltzmann en Wien.. 14 7. De stralingsformule van Planck 16 8. De straling van niet-zwarte lichamen 20 9. De zichtbaarheid van de straling 21 Hoofdstuk tl Over de lichtsterkte en hare meting. 1. De eenheid van lichtsterkte 25 2. De fotometer - 26 3. Kaars en lumen , 30 4. Het Rousseau-diagram 34 5. De bol van Ulbricht 37 6. Het mechanische aequivalent van het licht.. 38 Hoofdstuk III. De kooldraadlamp. t. Inleiding -. 41 2. De fabricage der kooldraadlampen 42 3. Karakteristieken 45 4. De meest economische brandduur 49 5. De straling van gloeilampenkool 51 6. De afmetingen van den gloeidraad 54 7. De soortelijke weerstand 55 8. De gemetalliseerde kooldraadlamp 56 Hoofdstuk IV. De metaaldraadlampen. 1. De voorgeschiedenis 58 2. De fabricage van den wolfraamdraad 61 * 3. De fabricage der wolfraamlampen 62 I 4. Karakteristieken 63 I 5. Middelen om den levensduur te verhoogen.. 66 I 6. Het wolfraam als straler 70 I 7. De lichtsterkte der wolfraamlampen 73 Hoofdstuk V. De halfwattlamp. 1. Inleiding 77 2. De fabricage der halfwattlampen 79 3. De verdamping in met gas gevulde lampen.. 81 4. De warmteafleiding door het gas 84 5. De levensduur 87 i| 6. De straling van wolfraamspiralen 89 I 7. Enkele eigenschappen, der halfwattlampen .. 90 1 e Hoofdstuk VI. De booglamp. g 1. Inleiding "3 2. De ionisatie van het gas en de rol van de kathode 94 * 3. Temperatuurstraling en luminescentie 97 n 4. Karakteristieken 100 % 5. De stabiliteit van den lichtboog 102^1 L 6. Het verbruik der electroden 104 ^ 7. De wisselstroomboog 106 I 8. De lichtsterkte der booglampen 108 W Hoofdstuk VII. Over de verlichting. 21 1. Inleiding Hl J, 2. Reflectoren en diffusoren 112 3. De verlichting en de helderheid 119 4. De kleinste toereikende verlichting en ons oog. 126 * 5. Verblinding en contrast 129 . toi 6. De kleur van het licht 134 ei 7. Verlichtingssystemen 137 . 8. Huisverlichting 1^2 9. Litteratuur-overzicht 1^5 'at Register.. I53 01 Errata 156 «n v. Inhoud. INLEIDING. e ontwikkeling der electrische verlichtingstechniek valt vrijwel geheel in de laatste veertig jaren en begint omstreeks 1880, toen het Th. A. Edison gelukte i eene practisch bruikbare gloeilamp te vervaardiJ; gen. De grondslagen, waarop de werking der lampen berust, waren echter al veel eerder bekend. Reeds in het begin van de negentiende eeuw, kort . nadat Volta het galvanische element ontdekt had, [had men waargenomen, dat metaaldraden waar5 door men een electrischen stroom zendt, gloeiend kunnen worden en licht gaan geven. Ook had Davy, die over eene batterij van niet minder dan 2000 elementen beschikte, reeds in. 1810 den ltchtboog tusschen koolspitsen vertoond. Verschillende lampen, op deze principes berustend, werden geconstrueerd, doch van eene practische toepassing kon geen sprake zijn, alvorens men er in geslaagd was electrischen stroom op economische wijze in het groot op te wekken. In de jaren tusschen 1870 en 1880 valt nu de uitvinding en vervaardiging der eerste dynamo-machines en daarmede was de mogelijkheid geopend, de v.u.b.-iv. , electriciteit algemeen voor verlicfrtingsdoeleindenI te gebruiken. Daaraan is het dan ook te danken,! dat een practisch man als Edison zich voor ditj probleem begon te interesseeren. Na vele vruch-| telooze pogingen slaagde hij er in, eene gloeilamp te vervaardigen, die met succes kon concurreeren tegen de gas- en de petroleumverlichting, die toen reeds algemeen in gebruik waren, en zeker zou het electrische licht al spoedig eene uitgebreide toepassing hebben gevonden, wanneer niet in 1886 de uitvinding van het gasgloeilicht door Auer von Welsbach gekomen was, welke het gas een geweldigen voorsprong bezorgde. Toch bleef het electrische licht in gebruik en vond het gaandeweg meer aanhangers. Toen men er eindelijk in slaagde, de electrische lampen zoodanig te verbeteren, dat zij in zuinigheid weder met het gas konden wedijveren, werd de toepassing algemeen. Een idee van de enorme toename van het gloeilampengebruik geven de volgende cijfers. In 1881 produceerde Amerika 35000 lampen, in 1914 ruim 110 millioen en in 1918 bijna 200 millioen, terwijl de wereldproductie in dat laatste jaar ongeveer 350 millioen lampen bedroeg. Naast de gloeilamp ontwikkelde zich de booglamp tot eene zuinige lichtbron van groote lichtsterkte. In de laatste jaren, na de vinding der zoogenaamde halfwattlampen, is zij echter op vele j plaatsen door deze laatste verdrongen geworden. Reeds de eerste lamp van Edison was het resultaat van een uitvoerig en langdurig onderzoek. Bij vele andere belangrijke uitvindingen is dat eveneens het geval geweest. Zoo vertelt bijvoorbeeld W. Coolidge, die het procédé uitwerkte, volgens hetwelk men thans algemeen de draden der -wolfraam-lampen vervaardigt, dat zijne vinding het resultaat was van eenige jaren ingespannen arbeid, waarbij niet minder dan twintig chemici en een staf van assistenten hunne medewerking verleenden. Bij deze onderzoekingen streefde men dus naar een doel, dat men zich van te voren gesteld had. De vinding der halfwattlamp is op andere wijze geschied. I. Langmuir, die eene uitvoerige studie maakte van de verschijnselen, welke zich in eene gloeilamp afspelen, bepaalde daarbij onder anderen de warmte-afgifte van gloeiende draden aan verschillende gassen en werkte eene theorie voor de warmte-afleiding uit. Gelijktijdig maakte hij eene studie van de verdampingssnelheid van wolfraam. De ervaringen, die hij bij deze onderzoekingen opdeed, leidden hem tot zijne belangrijke vinding. In de verlichtings-industrie heeft men dan ook algemeen het belang van wetenschappelijk onderzoek voor de techniek ingezien en bijna iedere grootere fabriek beschikt tegenwoordig over goed ingerichte laboratoria. Een groot deel van de daar verrichte metingen zijn bekend gemaakt en hebben veel bijgedragen tot onze kennis van de eigenschappen der verschillende lampensoorten. Dank zij deze onderzoekingen is het in het korte tijdsverloop van nog geen 40 jaren gelukt, het nuttig effect der lampen te vertienvoudigen. Evenveel aandacht als aan het onderzoek, heeft men aan de fabricage der lampen geschonken. Ook hier waren vele moeilijkheden op te lossen. Oorspronkelijk was men vrijwel geheel op handenarbeid aangewezen, doch in den loop der jaren heeft men voor bijna iedere bewerking vaak zeer ingenieuze machines weten te construeer/en, die bijna geen toezicht noodig hebben. Daardoor is het mogelijk geworden fabrieken in te richten, die dagelijks honderdduizend en meer lampen vervaardigen. De fabricage-methoden zijn echter grootendeels het geheim der fabrikanten gebleven. Wij zullen in dit boekje dan ook slechts hier en daar iets over de fabricage der lampen mededeelen en ons in hoofdzaak bezighouden met de behandeling van de eigenschappen der verschillende lampensoorten. Om den lezer het inzicht in het gedrag der lampen wat gemakkelijker te maken, hebben wij in de eerste twee hoofdstukken in het kort de stralingswetten en de lichtmeting besproken. In het laatste hoofdstuk vindt men enkele opmerkingen over de verlichting in het algemeen. HOOFDSTUK I. Over de straling van verschillende lichamen. 1. Inleiding. ffi|I|iPn 1690 verscheen te Leiden eene ver^SI^B handeling van onzen landgenoot ChrisMslllïlt tiaan Huygens, waarin hij het licht ——beschrijft als eene golfbeweging, die zich met groote snelheid door eene alom aanwezige middenstof, „den aether", voortplant. Hij denkt zich, dat in lichtgevende vaste stoffen, zooals kool of gloeiend metaal, deze beweging wordt veroorzaakt door de heftige trillingen van de kool- of metaaldeeltjes, waarvan diegene, die zich aan het oppervlak bevinden, tegen den aether stooten en dezen in trilling brengen. Ook nu nog stellen wij ons het licht voor als trillingen, die zich met groote snelheid door de ruimte voortplanten, doch de wijze, waarop deze trillingen ontstaan, is gebleken veel gecompliceerder te zijn, zóó zelfs, dat wij het ware mechanisme ervan in het geheel niet kennen. Wij weten echter, dat gloeiende lichamen in het algemeen trillingen van zeer verschillende golflengten uitzenden. De langste waargenomen golven zijn ongeveer één tiende millimeter lang, de kortste één tienduizendste millimeter. Van al deze trillingen maakt echter slechts een klein gedeelte op ons den indruk van licht, n.1. die, waarvoor de golflengte tusschen 0,00038 en 0,00075 mM. ligt. De langere noemt men de infraroode of warmtestralen, de kortere: ultraviolette stralen. Van de zichtbare golven nemen wij trillingen van verschillende golflengte als licht van verschillende kleur waar. De langste vormen het roode licht, de kortere het gele, het groene en het blauwe, de allerkortste het violette licht. In het volgende tabelletje is aangegeven, hoe groot de golflengte voor elk van deze kleuren ongeveer is. De kleuren gaan geleidelijk in elkaar over, zoodat men geen scherpe grenzen voor de golflengten op kan geven. Tabel I. infrarood .......> 0,00075 mM. rood 0,00065 „ geel 0,00058 „ groen 0,00050 „ blauw 0,00045 „ violet 0,00040 „ ultraviolet < 0,00038 „ Wil men de straling van eene lichtbron nauwkeurig beschrijven, dan is het noodig naast de golflengte ook de hoeveelheid uitgestraalde energie te beschouwen. 2. De energie-verdeeling in het spectrum. Wij zullen nu nagaan, op welke wijze men de hoeveelheid energie kan bepalen, die een gloeiend lichaam als trillingen van verschillende golflengte uitzendt. Daartoe is in de eerste plaats noodig de straling te ontleden en de trillingen van verschillende Fig. I. golflengte te scheiden. Dat doet men met behulp van een spectrometer. Dit toestel bestaat in hoofdzaak uit een prisma P en een stel lenzen (eventueel spiegels) Li en Lit waarmede men een beeld B van eene nauwe spleet 5 ontwerpt. Laat men licht van eene bepaalde golflengte h op de spleet vallen, dan zal het spleetbeeld bijvoorbeeld in Bh tot stand komen. Had men licht van de golflengte h genomen, dan zou het spleetbeeld op eene andere plaats Bi2 gevormd zijn. Valt nu samengesteld licht op de spleet, dan verkrijgt men naast elkaar eene reeks van spleetbeelden, elk gevormd door licht van eene bepaalde golflengte. Deze vormen te zamen het spectrum van de lichtbron. Daarin zijn dus de trillingen van verschillende golflengte gescheiden. Nu komt het er op aan te weten, hoe de energie van de lichtbron over de verschillende gedeelten van het spectrum verdeeld is. Om dat te bepalen gebruikt men vaak een bolometer. Deze bestaat uit een smal strookje uiterst dun platinaband, dat met een laagje platinazwart bedekt is. Zulk een strookje absorbeert alle stralen, die er op vallen; daarbij wordt de stralingsenergie in warmte omgezet. De temperatuur van het strookje neemt een weinig toe en wel des te meer, naarmate de straling intensiever is. Men meet nu de temperatuursverhooging van het platinabandje door er den electrischen weerstand van te bepalen. Met toenemende temperatuur wordt n. 1. de electrische weerstand van alle metalen grooter en men kan uit de weerstandstoename op eenvoudige wijze de verwarming afleiden. Plaatst men nu den bolometer achtereenvolgens in de verschillende gedeelten van het spectrum, dan kan men telkens de hoeveelheid energie meten, die in het betreffende golflengte-gebied uitgestraald wordt en zoodoende de energieverdeeling over het spectrum bepalen. De energieverdeeling hangt in hooge mate van de temperatuur en van den aard van het stralende lichaam af. 3. Het emissie-vermogen. Een typisch voorbeeld van de wijze, waarop de energie over de verschillende golflengten verdeeld is, toont ons flg. 2. Daarin is de energieverdeeling voorgesteld voor de straling van een Oventje, dat zich op eene temperatuur van 1500° abs. bevindt. In horizontale richting is de golflengte X geteekend, uitgedrukt in duizendste milli¬ meters (micron). Loodrecht daarop het zoogenaamde emissievermogen ei, d. i. eene grootheid zoodanig, dat het product e; (;.—;.') de energie voorstelt, die door 1 cM2. van het lichaam per seconde wordt uitgestraald als trillingen, waarvan de golflengte ligt tusschen x en ).'. Een blik op de figuur zal ons de bedoeling hiervan nog duidelijker maken. Verdeelen wij het spectrum in een groot aantal smalle strookjes. De hoogte van ieder strookje is gelijk aan het miessievermogen e;( de breedte is gelijk aan x—/.', en dus stelt het oppervlak van het strookje e^ (a—x') de hoeveelheid energie voor, die door het lichaam als stralen met eene golflengte tusschen x en *' wordt uitgezonden. De totaal uitgestraalde energie is natuurlijk geüjk aan de som van de energie in de verschillende gedeelten van het spectrum. Zij wordt dus voorgesteld door de som van alle strookjes, dat is, door het totale oppervlak van de emissiekromme. Is het emissievermogen van een lichaam in de verschillende golflengten in zijne afhankelijkheid van de temperatuur bepaald, dan is de straling van dat lichaam volkomen bekend. 4. De wet van Kirchhoff. Alvorens nadere bijzonderheden van het emissievermogen te kunnen behandelen, moeten wij eerst nagaan, wat er gebeurt, wanneer een stralenbundel op een of ander lichaam valt. Een deel van de stralen zal worden terugge- kaatst, een deel zal worden doorgelaten, de rest wordt door het lichaam geabsorbeerd. De breuken, die aangeven, hoe groot deze gedeelten zijn, noemt men het reflectievermogen r^, het doorIJatingsvermogen dx en het absorptievermogen Hjf' De som tx + dA + a;. is dan gelijk aan 1. Voor niet doorschijnende stoffen, zooals de metalen en kool, is het doorlatingsvermogen dx = 0 en geldt dus + = 1. Het absorptievermogen a^ staat in nauw verband met het emissievermogen. Kirchhoff heeft aangetoond, dat bij eene bepaalde temperatuur en golflengte de verhouding emissievermogen „ _, absorptievermogen VOOr alle Stoffen even 9r°ot is" Dat wil dus zeggen: een lichaam, dat sterk ab; sorbeert, zal ook veel uitstralen, terwijl lichamen, i die de opvallende straling grootendeels terugi kaatsen of doorlaten, slechte stralers zijn. Daarom maakt men bijv. eene kachel, die veel warmte moet uitstralen, zwart (zij absorbeert ; dan sterk en zal dus veel stralen), terwijl men ; eene koffiekan, die lang warm moet blijven en dus fmaar weinig mag stralen, zoo goed mogelijk laat fspiegelen. Denken wij ons nu een lichaam, dat alle er op 'vallende stralen absorbeert en niets terugkaatst. EZulk een lichaam zou men volkomen zwart kunnen noemen. Het absorptievermogen ervan is izoo groot mogelijk &x ~ 1 en dus moet volgens dê wet van KirchhofFook het emissievermogen*) in elke golflengte grooter zijn dan voor elk ander lichaam, dat zich op dezelfde temperatuur bevindt. Een dergelijk zwart lichaam zal in onze verdere beschouwingen eene groote rol spelen. De straling er van is veelvuldig onderzocht en dank zij de metingen van Lummer en Pringsheim, Coblentz, Warburg en zijne medewerkers en anderen nauwkeurig bekend. 5. Het zwarte lichaam. Om een lichaam te verkrijgen, dat ook bij hoogere temperatuur alle er op vallende stralen absorbeert, is het niet voldoende het eenvoudig met een laagje zwarte verf te bedekken. Wij kennen geen enkele stof, die bij verwarming absoluut zwart blijft. Daarom heeft men de volgende kunstgreep toegepast. In den wand van een hol lichaam maakt men eene kleine opening. Laat men door deze een licht- Fig. 3. straal naar binnen val¬ len, dan zal deze gedeeltelijk worden geabsor- *) Dit geldt uitsluitend voor de straling van lichamen voor zoover deze aan de temperatuur te danken is. Wordt de straling door andere werkingen, als electrische ontladingen, chemische omzettingen, enz., veroorzaakt, dan gelden deze wetten niet. beerd, gedeeltelijk worden teruggekaatst. Is de wand reeds met de een of andere zwarte stof donker gemaakt, dan zal zij bijv. 90% van de opvallende stralen absorbeeren en 10% terugkaatsen. De teruggekaatste straal valt weer op den wand, die er wederom 90% van absorbeert, enz. Na drie reflecties is er niet meer dan 0.001 van het invallende licht over; er zal dus vrijwel geen licht weer uit de opening uittreden. Alles wordt geabsorbeerd; eene opening in een hol lichaam gedraagt zich dus als een zwart lichaam, het absorptie vermogen er van is 1. Verwarmt men nu het holle lichaam, zorg dragende, dat de wanden overal op dezelfde temperatuur komen, dan zal de opening stralen als een zwart lichaam van die temperatuur. De opening zal dus een grooter emissievermogen hebben dan de wand er omheen en dat is gemakkelijk in te zien. Bij de directe stralen van het stukje van den binnenwand, dat men door het gaatje kan zien, komt nog de gespiegelde straling, afkomstig van het overige gedeelte van den binnenwand, het gaatje zal dus helderder zijn dan de wand er omheen. Een veel gebruikte vorm van een zwart lichaam is in fig. 4 afgebeeld. Het is wfarfcffew^f^w^ een electrisch oventje. De l'1 3 wanden van de buis B wor- Fig- 4- den gelijkmatig verwarmd door den stroom, die door de wikkeling W gezonden wordt. De opening O zal als een zwart lichaam stralen. 6. De wetten van Stefan - Boltzmann en van Wien. Voor de straling van eén zwart lichaam gelden enkele eenvoudige wetten. Ten eerste de wet van Stefan-Boltzmann, die ons leert, dat de totale hoeveelheid energie S, die 1 cM2. van een zwart lichaam per seconde uitstraalt, evenredig is met de vierde macht van de absolute temperatuur enwelt'S = 5,75 (^öw) watt ^er c^2' Iedere cM2. van een zwart lichaam straalt dus bij 1000° abs. 5,75 watt uit; bij 2000° reeds 16 maal zooveel en bij 3000° 81 maal zooveel. De straling neemt dus steeds sneller toe, wanneer de temperatuur hooger wordt. De volgende wetten hebben betrekking op de energieverdeeling in het spectrum van het zwarte lichaam. In fig. 5 vindt men het emissievermogen bij enkele temperaturen als functie van de golflengte geteekend. Men' ziet, dat het emissievermogen in het bijzonder voor de korte golflengten sterk met de temperatuur toeneemt, terwijl de top van de emissiekromme zich met stijgende temperatuur naar links verplaatst. Wien heeft nu aangetoond, dat de golflengte xm waarbij het emissievermogen een maximum bereikt, op eenvoudige wijze van de absolute temperatuur T afhangt. Het product i.mT is namelijk constant imT — 2880. Deze wet noemt men vaak de verschuivingswet van Wien; im is hier uitgedrukt in micron. Wij kunnen er direct enkele belangrijke conclusies voor de electrische lichtbronnen uit trekken. Wij zien n.1., dat een zwart lichaam bij 1000° de meeste energie als trillingen met eene golflengte van ongeveer 3 micron uitzendt, bij 2000° van 1,5 micron en bij 3000° van 1 micron. Nu zijn slechts stralen, waarvan de golflengte tus¬ schen 0,38 en 0,75 micron ligt, voor ons zichtbaar. Daaruit 0 i 2 3 4 5 6 7 S 9 MicRON. Fig- 5- volgt, dat een zwart lichaam eerst bij eene temperatuur van 5000—6000 graden eene goede licht- bron wordt. Bij lagere temperatuur valt verreweg het grootste gedeelte der uitgestraalde energie buiten het zichtbare spectrum. Dit is ook bij alle kunstlichtbronnen het geval. Ons oog is aangepast aan het licht van de zon en deze straalt ongeveer als een zwart lichaam van 5000 - 6000°. In den laatsten tijd is het gelukt dergelijke hooge temperaturen kunstmatig op te wekken; eene technische toepassing hebben zij echter nog niet gevonden. Evenals de plaats van den top van de energiekromme staat ook hare hoogte in een eenvoudig verband met de absolute temperatuur. Noemt men het maximale emissievermogen Em dan is: E = 13. H 10~12 T5. watt/cM2. cM. Em is dus evenredig met de vijfde macht van de absolute temperatuur en dus bij 2000° 32 maal zoo groot als bij 1000°; bij 3000° is het reeds 243 maal zoo groot. 7, De stralingsformule van Planck. Planck is er in geslaagd eene theorie op te stellen, die de afhankelijkheid van het emissievermogen van een zwart lichaam van de temperatuur en de golflengte verklaart en de resultaten der experimenten goed weergeeft. Om tot dat resultaat te komen, was het noodig een geheel nieuwen gedachtengang te volgen. Planck moest aannemen, dat de deeltjes, die de straling uitzenden, de zoogenaamde vibratoren, hunne energie slechts in bepaalde geheele porties kunnen afgeven. Zoo kan bijv. een vibrator, die groen licht uitzendt van eene golflengte l = 0,50 p. en met een aantal trillingen v = 600 billioen per seconde, alleen maar energieporties van t, 2, 3 of meer maal hv uitstralen, h is hierin eene universeele constante en wel h = 6,55 10~27 erg. sec. Een dergelijke vibrator kan dus slechts 3,93 10~~12 erg of 7,86 10—12 erg, enz. uitstralen. Deze op het eerste gezicht eenigszins vreemde hypothese, de zoogenaamde quantenhypothese, is bijzonder vruchtbaar gebleken, en heeft de moderne natuurkunde onschatbare diensten bewezen. Wij zullen hier niet nader op de daarmee verkregen resultaten ingaan, doch willen volstaan met het mededeelen van de formule, die Planck er voor het emissievermogen van het zwarte lichaam uit heeft afgeleid. c 1 Hij vond: Ex = ~jp —" watt/cM2. cM. e^T — i waarin c, = 3,704 10—12 en c2 = 1.430 bedraagt. Hierbij moet de golflengte in cM. worden uitgedrukt. Met behulp van deze formule is tabel n°. II berekend. Hierin vindt men bij verschillende temperaturen en golflengten het emissievermogen van het zwarte lichaam opgegeven. Een en- V.UB.-IV. j Tabel II. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 T X = 0.40 i=0.50 X = 0.60 X = 0.70 * = 0.80 * = 1.0 1=1.2 X = 1.5 iooo 0.00001077 0.004498 0.2124 2.959 «9-51 2282 994-o 3532 1500 1 613 62.13 599.1 2682 7549 26820 5*8°° 8488o 1750 48.57 946.6 5797 18770 41420 104700 164400 211000 2000 624.2 7301 31810 80760 148500 290900 385600 418600 2250 4549 35760 119600 251200 401000 644500 7495co 715200 2500 22280 127500 344900 623000 887900 1216000 1277000 iioiooo 2750 81760 360700 820500 1310000 1702000 2055000 1979000 1572000 3000 241600 858200 1690000 2434000 2929000 317900° 2857000 2121000 4000 4752000 9310000 12340000 13430000 13110000 10680000 7972000 4957000 10 11 12 13 14 15 16 17 T I X = 2.0 1 = 3.0 | 1 = 5.0 * = 8.0 1 Jt = 12 *m £m 5. iooo 9o92 . ,308o 72DO 22?2 I 2 ggo S°o 9934o 6629o 2068o 4931 1227 1.920 99750 % „ 2000 107,00 29400 6361 'S26 .HSo 53 2000 333600 IS 3729Q 7 ig27 5 5393 «o° 5 3400 ' 208300 46210 93I7 2'32 r.280 757500 ,47.4 2750 9287oo 327100 64800 X23JO 2744 , 2o66oQO 4r ^ T°° ^IOO° 74340 13880 3052 o.96o 3I92oooi %S.7 4000 232700o 6649oo „3500 20060 4289 0.720 ,3450000 kele blik op de cijfers leert ons, dat de toename van het emissievermogen met de temperatuur voor korte golflengten oneindig veel sterker is dan voor lange. Vergelijken wij bijv. het emissievermogen voor i. = 12 /* bij 1000° en bij 4000°, dan zien wij, dat het ongeveer 6,5 maal zoo groot geworden is. Bij ^ = 0,4 p is deze verhouding 470000000000. Het belang van deze getallen voor de straling van het zwarte lichaam ligt, zooals reeds gezegd is, mede daarin, dat ze de hoogste waarde aangeven, die de straling van een lichaam bij de gegeven temperatuur en golflengte bereiken kan. Voor ieder ander lichaam is de straling geringer. 8. De straling van niet-zwarte lichamen. Om voor andere lichamen de straling bij hooge temperatuur te bepalen heeft men meest van eene kunstgreep gebruik gemaakt. Zoo heeft bijvoorbeeld Worthing, die het emissievermogen van wolfraam onderzocht heeft, een dun wolfraambuisje gebruikt. Het inwendige van dit buisje vormt, wanneer men er een electrischen stroom door stuurt, een zwart lichaam op hooge temperatuur. Worthing maakte nu een klein gaatje in den wand van het buisje. Daaruit treedt de zwarte straling naar buiten. Vergelijkt men bij eene bepaalde golflengte de straling Ex, die uit het gaatje treedt, met die van het daar aan grenzende gedeelte van het wolfraamoppervlak e^ dan vindt men direct het emissievermogen van wolfraam uitgedrukt in dat van het zwarte lichaam van dezelfde temperatuur. Eene andere methode, die door Féry en vooral door Mendenhall en zijne leerlingen is toegepast, bestaat daarin, dat men uit het te onderzoeken metaal eene wig met scherpen hoek buigt. De binnenkant zal door de vele reflecties stralen als een zwart lichaam, de buitenkant als het metaal zelf bij die temperatuur (Fig. 6). Daar van het zwarte lichaam de straling bij elke temperatuur en golf- _ lengte bekend is, kan men *~=—^Sso- uit de gemeten straling di- Fig. 6. reet de temperatuur berekenen. Zoo eenvoudig als eene dergelijke bepaling er in principe uitziet, zoo moeilijk is vaak de uitvoering er van. Het gevolg daarvan is, dat slechts van een zeer gering aantal stoffen het emissievermogen bij hooge temperatuur bekend is. 9. De zichtbaarheid van de straling, Is de uitgestraalde energie van eene lichtbron bekend, dan doet zich onmiddellijk de vraag voor, hoeveel licht dat lichaam nu geeft. Daartoe moeten wij nog kennen, wat men zou kunnen noemen: de zichtbaarheid van de straling. Ons oog is ook in het zichtbare spectrum lang niet even gevoelig voor stralen van verschillende golflengte. De gevoeligheid is het grootst voor stralen met eene golflengte van 0,558 n, dus voor eene bepaalde soort geelgroen licht, en neemt zoowel naar den rooden als naar den blauwen kant van het spectrum sterk af. In fig. 7 vindt men de zichtbaarheid van de straling voor verschillende golflengten aangegeven, waarbij de maximale zichtbaarheid gelijk aan één gesteld is. Deze kromme is ontleend aan de metingen van Coblentz en Emerson en stelt de ge- 072 MlCROi Fig. 7- middelde waarde voor van 125 personen. Individueele afwijkingen kunnen vrij groot zijn. Met behulp van deze kromme kan men nu direct aangeven, welke waarde een straler als lichtbron bezit. Zoo zal eene lamp, die één watt als trillingen met eene golflengte h = 0,65 m uitzendt, slechts 0,115 maal zooveel licht geven als eene andere, die één watt als trillingen met ^ = 0,558 fi uitzendt. Geeft de lamp geen monochromatisch licht, dan kan men de lichtwaarde ervan op de volgende wijze bepalen. Men teekent de emissiekromme als functie van de golflengte (fig. 5) en verdeelt deze in strookjes. De oppervlakte van elk strookje geeft aan hoeveel energie er in dat golflengtegebied wordt uitgezonden. Vermenigvuldigt men deze met de zichtbaarheid van deze stralen, dan verkrijgt men een getal, dat aangeeft, welke verlichtingswaarde de straling heeft. Neemt men de som hiervan voor alle strookjes, dan kan men die als een maat beschouwen voor de lichtstraling van de lichtbron. Wanneer men van verschillende lichtbronnen de energieverdeeling over het spectrum kent, dan kan men met behulp van de zichtbaarheid der straling hunne waarde als lichtbron vergelijken. De grootst mogelijke lichtwerking verkrijgt men, wanneer de energie uitsluitend als golven met eene golflengte l = 0,558,« wordt uitgestraald en men zou zeer goed de hoeveelheid licht, die overeenkomt met 1 watt van deze golflengte, als lichteenheid kunnen aannemen. Dan zouden de zoo juist berekende getallen direct de hoeveelheid licht aangeven, die 1 cM2. van eene lichtbron uitstraalt. Men heeft dat ook wel eens gedaan en noemt die eenheid dan de lichtivatt. Gewoonlijk gebruikt men echter de lumen, die 650 maal zoo klein is. In tabel III vindt men de lichtstraling van het zwarte lichaam op de boven besproken wijze berekend opgegeven in lichtwatts en in lumen. De laatste kolom geeft de helderheid in kaarsen. Tabel III. T watts/cM.2 Lumen/cM.2|Kaarsen/cM.2 1000 1,51710-o 0,000987 0,000314 1500 4,21 10"3 2,74 0,871 1750 4,24 10-2 27,6 8,78 2000 0,239 155,4 49,5 2250 0,940 611 194,5 2500 2,84 1845 588 2750 7,08 4600 1465 3000 15,03 9770 3113 40001122,5 79650 |25370 HOOFDSTUK II. Over de lichtsterkte en hare meting. 1. De eenheid van lichtsterkte. eeds lang voor men een goed inzicht had verkregen in de bovenbesproken kwesties, heeft men de behoefte gevoeld, verschillende lichtbronnen on¬ derling te kunnen vergelijken en hun lichtgevend vermogen in de een of andere eenheid uit te drukken. Als zoodanig heeft men de lichtsterkte van eene kaars gekozen. Deze keuze was niet bijzonder gelukkig, want ten eerste is de lichtsterkte in het algemeen geen goede maat voor de hoeveelheid licht, die eene lamp geeft, maar bovendien is eene kaars veel te weinig constant om als standaard te kunnen dienen. Aan eenheden toch moeten wij den eisch kunnen stellen, dat ze alle onderling nauwkeurig gelijk zijn, alle centimeters moeten even lang zijn, alle grammen even zwaar. Het bleek echter al spoedig, dat lang niet alle kaarsen dezelfde lichtsterkte bezaten. Daarom heeft men uitgezien naar andere, beter reproduceerbare lichtbronnen, die men als eenheid zou kunnen gebruiken, doch tot heden is men er niet in geslaagd eene alleszins bevredigende oplossing te vinden. Daaraan is het dan ook te danken, dat in bijna alle landen verschillende standaardlampen in gebruik zijn. In Frankrijk wordt veelal de Carcellamp gebruikt, eene olielamp van bepaalde constructie; in Engeland de pentaanlamp. in Duitschland de amylacetaatlamp van Hefner von Alteneck (fig. 8, pl. III). terwijl Amerika een stel electrische gloeilampen als standaard heeft gekozen. Om aan deze willekeur een eind te maken zijn Frankrijk, Engeland en Amerika op het congres te Londen in 1908 overeengekomen als eenheid van lichtsterkte de internationale kaars te gebruiken, die ongeveer gelijk is aan de oude Engelsche en Amerikaansche standaarden en ook gelijk aan Vio der zoog. Violle-eenheid, d. i. de lichtsterkte van 1 cM2. platina bij het smeltpunt. In CentraalEuropa bleef daarnaast de Hefnerkaars in gebruik. Zij is gelijk aan0,900internationale kaarsen. Hier in Nederland is geen bepaalde eenheid voorgeschreven, doch daar in den laatsten tijd veelal de Hefnerkaars gebruikt wordt, hebben wij deze ook in dit boekje als eenheid gekozen. 2. De fotometer. Om de lichtsterkte van eene lichtbron met die van de -standaardlamp te vergelijken, gebruikt men een fotometer. Tusschen de lampen R en L, die men vergelijken wil, wordt een mat wit scherm geplaatst en nu zoekt men den stand van het scherm op L 7?. Fig. 9, waarbij de helderheid van de beide kanten even groot is. De lichtsterkten van Rz.nL verhouden zich dan als r2 tot l2. Om de helderheid van beide kanten nauwkeurig te kunnen gelijk maken, kan men bijv. van de volgende, door Fig. io K Fig. io o. Lummer en Brodhun aangegeven inrichting gebruik maken. Twee prisma's A en B zijn stijf tegen elkaar gedrukt. Van A is een gedeelte weggeslepen, zoodat het B slechts in het schijfje ab raakt. Waar dit het geval is, worden de lichtstralen, die op het vlak PQ vallen, doorgelaten, zoodat men door iet middelste schijfje den linkerkant van het gipsscherm ziet. Het licht van den rechterkant valt op QS; waar de prisma's elkaar raken, zal het worden doorgelaten, maar waar A is weggeslepen zal het tegen den achterkant van B worden teruggekaatst, zoodat wij het als een ring om het schijfje ab heen zien. Men ziet dus de beide kanten van de gipsplaat, zooals in fig. 10b is aangegeven, vlak naast elkaar en kan dan gemakkelijk beoordeelen of de verlichting van beide gelijk is. De verlichting van het gipsscherm is dus omgekeerd evenredig met het kwadraat van den afstand tot de lichtbron. Dit is gemakkelijk in te zien. Fig. ii. Daartoe behoeven wij slechts een kwadratischen lichtbundel te beschouwen, die van een lichtgevend punt uitgaat. De doorsnede van den bundel neemt evenredig met r2 toe, en dus is de hoeveelheid licht, die op 1 cM.2 van een scherm loodrecht op de richting der lichtstralen valt, omgekeerd evenredig met r2. Voor het uitvoeren van fotometrische bepalingen gebruikt men meestal eene fotometer-bank. Deze bestaat in principe uit twee rails, waarop een aantal kleine wagentjes gemakkelijk beweegbaar is aangebracht (fig. 12, pl. I). De eigenlijke fotometer F is door een stangetje met de standaardlamp S verbonden. Hun afstand is dus constant, zoodat de verlichting van den linkerkant van het gipsscherm van den fotometer steeds dezelfde is. Rechts is de lamp geplaatst, waarvan men de lichtsterkte bepalen wil. Deze wordt vaak in een statief T geschroefd, dat zoodanig is ingericht, dat men achtereenvolgens de lichtsterkte der lamp in verschillende richtingen kan meten. Bij deze metingen kan men de lamp nog met behulp van een motortje M om hare as doen draaien. Zoodoende bepaalt men direct de gemiddelde lichtsterkte, die de lamp in verschillende richtingen, die denzelfden hoek met de as van de lamp maken, heeft. Behalve deze toestellen is op de rails een stel diaphragma's D geplaatst, die er voor moeten zorgen, dat geen licht behalve dat van de standaardlamp en van de te meten lamp op het fotometerscherm kan vallen. In de meeste gevallen gebruikt men als standaardlamp eene electrische gloeilamp, waarvan de lichtsterkte bij eene bepaalde stroomsterkte nauwkeurig bekend is. Op de fotometerbank bevinden zich nog drie electrische meet-instrumenten; 1 dient om de stroomsterkte van de standaardlamp in te stellen, 2 en 3 om den stroom en de spanning , van de te onderzoeken lamp te meten. Met behulp van regelbare weerstanden kan men dezen elke gewenschte waarde geven. Het fotometreeren komt nu hierop neer, dat men den stand van den fotometer opzoekt, waarbij de helderheid van de beide kanten van de gipsplaat dezelfde wordt. De verlichting van den linkerkant is bekend. Meet men nu den afstand r van de lamp R tot de gipsplaat, dan kan men L R met behulp van de formule — r~g de lichtsterkte van R bepalen. 3. Kaars en lumen. Wij willen nu nauwkeuriger nagaan, wat men eigenlijk onder de lichtsterkte van eene lamp verstaat. Daartoe denken wij ons om de lichtbron een bol met 1 meter straal beschreven en beschouwen een klein vlakje van 5 vierkanten meter op het boloppervlak. De hoeveelheid licht, die door 5 naar buiten stroomt, of zooals men vaak zegt „den lichtstroom door 5", willen wij F noemen; de lichtsterkte van de lichtbron in de richting S is dan gelijk aan -k-, dus gelijk aan den licht- stroom door de oppervlakte-eenheid (1 M2) van den eenheidsbol in de richting 5. De hoeveelheid licht, die eene lamp van één kaars door de oppervlakte-eenheid van den eenheidsbol uitstraalt, noemt men een lumen. Is de lichtsterkte in alle richtingen even groot en gelijk aan 1 kaars, dan wordt door eiken M2. van den eenheidsbol 1 lumen uitgestraald. De totale lichtstroom bedraagt in dat geval dus 4TT = 12.57 lumen. Lichthoeveelheden of lichtstroomen worden dus in lumen uitgedrukt. De kennis van het aantal lumen, dat eene lamp geeft, is vaak belangrijker dan die van de lichtsterkte in kaarsen. Het volgende voorbeeld zal ons dit duidelijk Fig. 13. maken. Wij denken ons- eene lamp A, waarin het gloeilichaam een bolletje is, dat op hooge temperatuur gebracht wordt, en willen deze vergelijken Fig. 14. met eene tweede lamp B, waarin het gloeilichaam een verticaal uitgespannen draad is. Beide lam- pen geven in horizontale richting 50 kaarsen. De lamp A zal naar alle richtingen evenveel licht uitstralen. Bij B is dat geenszins het geval. In verticale richting zal zij in het geheel geen licht geven, terwijl de lichtsterkte in eene willekeurige richting evenredig is met de schijnbare lengte van den draad, wanneer wij dezen vanuit de betreffende richting zien. De lichtsterkte onder een hoek qp met de loodlijn op den draad wordt dus 50 cos . b, vermenigvuldigd met de lichtsterkte in de richting naar het midden van den ring Iv dus gelijk aan 2 n b cos qp I9 I\ ontnemen wij aan de lichtverdeelingskromme, die in dit geval een cirkel is (zie blz. 32). Fig. 15. Beschouwen wij nu de rechterhelft van de teekening, dan zien wij dat b cos 4 12 ampère vlambooglamp met langen brandduur, gelijkstroom (wit licht) 26 4,0 12 ampère vlambooglamp met langen brandduur, wisselstroom (geel licht) 21 3,2 Kwarts-kwikbooglamp 3000 k. (groen licht) i 25 [ 3,9 zeer ver verwijderd is van den idealen straler. Het hoogste nuttig effect, dat men heeft bereikt, is slechts ongeveer 6°/0. Verondersteld, dat het ons eens mocht gelukken eene lichtbron te vervaardigen, die alle energie in stralen van 0,558 /* golflengte omzet en die dus 100% nuttig effect bezit, dan zou men metéén watt eene middelmatig groote kamer kunnen verlichten. Rekent men nu op een gemiddelden brandduur van 5 uren per dag, dan zou men voor de verlichting per jaar niet meer dan 2 kilowatt uren noodig hebben, d. w. z. de stroomkosten zouden niet meer dan 30 a 40 ets. per jaar bedragen. Het zou de meest economische lamp zijn, die mogelijk is. Toch zou ze ons niet in alle opzichten bevredigen. De kleur van het licht is geel-groen en wij zouden bij het licht er van geen kleuren kunnen onderscheiden. Men zal dan ook eerder streven naar eene lichtbron, die bij een hoog nuttig effect wit ücht geeft, zooals de zon. In dat geval kan men natuurlijk niet het hoogste nuttig effect bereiken, maar toch wel 100—200 lumen voor 1 watt. Voorloopig is men echter nog niet zoo ver. HOOFDSTUK III. De kooldraadlamp. 1. Inleiding. e kooldraadlamp was de eerste electrische gloeilamp, die technische bruikbaarheid bezat en die dan ook op groote schaal toegepast geworden is. In principe bestaat zij uit een beugel van koolstof, die door den electrischen stroom op hooge temperatuur gebracht kan worden en die in een luchdedigen glazen ballon is opgesloten. De lampen werden luchtledig gepompt om het verbranden van de gloeiende kool te voorkomen en de warmteafleiding van den draad zoo gering mogelijk te maken. Gedurende de eerste jaren leverde het vervaardigen der koolbeugels de grootst mogelijke moeite op. Oorspronkelijk sneed men ze uit papier, dat daarna verkoold werd. Ook heeft men verschillende plantaardige vezels gebruikt, waarvan de bamboevezel bijzonder geschikt bleek. Om de beugels onderling zooveel mogelijk gelijk te maken, werden de bamboevezels door eene opening in eene stalen plaat ge- trokken en eerst daarna verkoold. Hoeveel moeite men zich reeds in dien tijd heeft getroost om een zoo goed mogelijk fabrikaat te leveren, moge blijken uit het volgende verhaal. Nadat Edison gevonden had, dat bamboe bijzonder geschikt was, liet hij eene studie maken van de verschillende bamboesoorten en hij rustte eene botanische expeditie uit, alleen met het doel de bruikbaarste soorten uit te zoeken. Vele honderden variëteiten werden onderzocht, tot men in den Madake-bamboe, die ergens in Japan groeit, eene plant vond, die vezels leverde, welke aan alle eischen voldeden i). 2. De fabricage der kooldraadlampen. Eene groote verbetering kwam tot stand, toen J. W. Swan in 1884 eene methode ontdekte om koolbeugels uit collodium te vervaardigen. Behoudens kleine wijzigingen wordt deze werkwijze nu nog gebruikt. Het collodium wordt in ijsazijn opgelost en door eene fijne, ronde opening onder alcohol uit- ') Van deze eerste lampen zijn exemplaren aanwezig in de verzameling van W. J. Haramer, die zich in het gebouw van de Association of Edison Illuminating Companies te New York bevindt. Deze verzameling, die meer dan 1000 lampen van verschillende soorten bevat, is waarschijnlijk wel eenig in haar soort en geeft een overzicht van de ontwikkeling der geheele gloeilampen-industrie. gespoten. Hierin verstijft het tot een langen, ronden draad, waarvan de diameter overal dezelfde is. Deze draad wordt zoolang met zwavelammonium of eene dergelijke stof behandeld, tot ze de eigenschap, explosief te verbranden, verloren heeft. Ze wordt dan gedroogd, in den juisten vorm gebracht en verkoold. Op deze wijze is het mogelijk zeer gelijkmatige koolbeugels te verkrijgen. Gewoonlijk wordt de koolbeugel, alvorens men hem in de lamp bevestigt, nog „gepraepareerd". Men brengt den draad gedurende korten tijd onder een klokje, dat met een gas, rijk aan koolwaterstoffen gevuld is, op zeer hooge temperatuur, door er een electrischen stroom door heen te sturen. Door de hooge temperatuur ondeedt het gas, dat met den draad in aanraking komt en er zet zich een dun laagje grafietachtige, grijze, harde kool op af, dat een gunstigen invloed op den levensduur van de lamp uitoefent. Dit laagje vormt zich het eerst op de plaatsen, waar de draad het dunst is en waar deze dus het sterkst gloeit. Vaak gebruikt men nog eene automatische inrichting, die den stroom uitschakelt, zoodra zich zooveel kool op den draad heeft afgezet, dat deze een bepaalden electrischen weerstand aanneemt. Op deze wijze verkrijgt men koolbeugels, die alle onderling volkomen gelijk zijn. De koolbeugels worden nu aan de stroomtoevoerdraden vastgemaakt, die in het zoogenaamde voetje (D) zijn ingesmolten (fig. 18). Het voetje vervaardigt men uit eene lange glazen buis, die in een groot aantal gelijke stukken (B) wordt gesneden. Deze buisjes worden in eene machine geplaatst; het bovenstuk ervan wordt zoo lang in eene gasvlam verwarmd tot het week wordt en Fig. 18. dan trechtervormig omgezet (C). Ondertusschen worden de stroomtoeleidingsdraden klaar gemaakt. Deze bestaan meestal uit een koperdraad, een stukje insmeltmateriaal en de zoogenaamde pool, dat is het stijve stukje metaaldraad, waaraan de koolbeugel is vastgemaakt. Als insmeltmateriaal gebruikte men vroeger uit- sluitend platina. In den laatsten tijd is men er echter in geslaagd eene menigte legeeringen en metaalcombinaties te vervaardigen, die evenals platina bij alle temperaturen luchtdicht in het glas sluiten. De toevoerdraden worden met de steundraadjes en het trechtervormige glazen buisje in eene machine gebracht en samen verwarmd. Zoodra het glas goed week geworden is, knijpt men het met eene tang om de draden vast, waarbij deze luchtdicht worden ingesloten. De koolbeugel (A) wordt dan met de een of andere koolpasta aan de polen en de steundraden vastgekit. De glazen ballons worden in de glasfabrieken in vormen geblazen en zien er dan uit, zooals in (F) is aangegeven. Het bovenste gedeelte, waaraan de glasblazerspijp heeft vast gezeten, laat men afspringen (G). Vervolgens maakt men een klein gaatje onder in den ballon, waarop men er den glazen stengel (H) aan bevestigt. Deze moet later dienen voor het luchtledig pompen van de lamp. De koolbeugel op het voetje wordt nu met den glazen ballon samen in eene zoogenaamde insmeltmachine geplaatst en daarin door gasvlammen op zoodanige wijze verhit, dat de rand van den ballon en de rand van het voetje samensmelten (I). Daarmede is de lamp gereed om luchtledig gepompt te worden. Gedurende het evacueeren wordt de lamp op een paar honderd graden verwarmd, om de geabsorbeerde gassen van den ballonwand los te maken. Zoodca de lamp weer afgekoeld is, wordt de draad gegloeid door er stroom door heen te sturen, waarbij men tegelijk kleine hoeveelheden fosfordamp in den ballon laat, om de laatste gasresten weg te nemen. Zoodoende verkrijgt men een zeer hoog vacuüm. Is deze bewerking geëindigd, dan smelt men met eene gasvlam den ballon onder van den stengel af ()). Hiermede is de lamp gereed en kan gebrand worden. Voor zij de fabriek verlaat, wordt zij van de koperen huls (K) en het fabrieksstempel voorzien, terwijl men er meestal ook de spanning en de lichtsterkte opstempelt, waarvoor de lamp bedoeld is. De fabricage der kooldraadlampen zelf biedt vele interessante problemen en ook de machines, die er bij gebruikt worden, verdienen in menig opzicht onze belangstelling. Wij zullen ze echter hier niet nader bespreken en kever overgaan tot de behandeling van de eigenschappen der kooldraadlampen. 3. Karakteristieken. Om een inzicht te verkrijgen in het gedrag van eene kooldraadlamp, laten wij haar achtereenvolgens op verschillende spanningen branden en meten daarbij de stroomsterkte en de lichtsterkte. Het product van stroom en spanning geeft ons de hoeveelheid energie, die in den draad in warmte wordt omgezet. Deze wordt bijna ge- heel uitgestraald; slechts enkele procenten gaan door de warmtegeleiding der stroomtoevoerdraden verloren. Van de uitgestraalde energie valt echter maar een zeer gering gedeelte in het zichtbare spectrum. In tabel V en in fig. 19 vindt men voor eene lamp voor 110 volt en 16 kaarsen aangegeven, hoe deze zich bij verschillende spanI ningen gedraagt. Tabel V. I Stroom- L . . |,„ , ,1 Licht- I Nuttig ïpanning sterkte ^ Energie in Weerstand sterkte in effect ^ m Tolts I ampères | watts 'n ohms ] kaarsen | watt/kaars 90.0 I 0.382 I 34.4 I 236 I 4.97 6.93 100.0 0.4315 43.15 232 9.70 4.45 110.0 0.4825} 53.1 228 17.4 3.05 120.0 I 0.533 j 64.0 225 j 29.0 2.21 ; 130.0 | 0.584 I 75.9 | 222 [ 45.4 | 1.67 Met 16 kaarsen bedoelt men hier, dat de ge¬ middelde lichtsterkte loodrecht op de as van de lamp gemeten 16 kaarsen bedraagt. Bij kooldraadlampen, die alle nagenoeg dezelfde lichtverdeeling hebben, is het gewoonte de lichtsterkte op deze wijze op te geven. Men noemt de zoo gedefinieerde lichtsterkte ook wel de gemiddelde horizontale lichtsterkte Ih. De gemiddelde sferische lichtsterkte Io is ongeveer 0,825 maal zoo groot. Om den lichtstroom in lumen te vinden, moet men dus Ih met 0,825 X 4t = 10,37 vermenigvuldigen. Eene 16 kaars kooldraadlamp geeft dus 167 lumen. Een blik op de tabel leert ons, dat bij toenemende spanning het wattverbruik grooter wordt. Gaan wij van 90 naar 130 volt, dan is het meer dan verdubbeld, maar de üchtsterkte is Fig. IQ- ruim 9 maal zoo groot geworden, zoodat het nuttig effect belangrijk is toegenomen. De eerste vraag, die men zich zal stellen, is dus. waar- om belast men de lamp niet steeds zoo hoog mogelijk; het nuttig effect is dan toch grooter. Eene proefneming laat ons al spoedig zien, wat het bezwaar hiertegen is. De ballonwand bedekt zich in korten tijd met een zwart neerslag, dat sterk het licht absorbeert; het nuttig effect neemt snel af en wordt spoedig kleiner dan voor eene minder zwaar belaste lamp. Met toenemende temperatuur neemt de verdamping van den gloeidraad zeer snel toe; de verdampte kooldeeltjes condenseeren op den glaswand en vormen daar een zwart laagje. De verdampingssnelheid van de kool bepaalt dus de hoogste temperatuur, waarop de lamp mag branden zonder in te korten tijd af te zwarten. In flg. 20 is aangegeven, hoe de nuttige levensduur van eene lamp van het wattverbruik per kaars afhangt. Hierbij verstaan wij onder den nuttigen levensduur van eene lamp den tijd, waarin de lichtsterkte tot 80% van de oorspronkelijke afneemt. 4. De meest economische brandduur. Het spreekt van zelf, dat eene lamp bij eene bepaalde temperatuur van den gloeidraad het meest I economisch is. Is de temperatuur te laag, dan | gaat wel is waar de lamp zeer lang mee, doch het nuttig effect is gering; kiest men de brandtemperatuur te hoog, dan is het nuttig effect aan1 vankelijk zeer hoog, doch de lamp heeft slechts I een korten levensduur. Men kan nu de vraag stel- V.U.B.-IV. 4 len, welke belasting de meest economische is. Daartoe zullen wij berekenen, hoe groot de kosten van bijv. 10000 branduren zijn voor eene lamp voor 110 volt en 16 kaarsen bij verschillende belasting en daarbij rekenen met een stroomprijs van 15 cent per kilowattuur en een lampprijs van 40 cent. De brandduur bij verschillende belasting is door (A) in fig. 20 voorgesteld. Op 4 watt per kaars bedraagt de levensduur 1500 uren. De lamp gebruikt in den beginne 64 watt, tegen het einde, wanneer de draad wat dunner geworden is, ongeveer 10% minder en dus gemiddeld 60,8 watt. In 10.000 uren heeft men dus 608 K. W. U. aan electrische energie noodig, dus voor ƒ91,20. Men zal in dien tijd elke 1500 uren eene nieuwe lamp moeten nemen; de kosten hiervan zijn f2,67, de totale kosten dus ƒ93,87. Op dezelfde wijze «•• kan men de kosten bij elke andere belasting berekenen. "** In fig. 20 vindt M men deze bedragen als functie van het wattverbruik per kaars voorgesteld (B). Men ziet, dat men de grootste econonomie verkrijgt, wanneer de belasting 2,5—3 watt per Fig. 20. kaars genomen wordt. Met het oog op het veelvuldig vernieuwen der lampen zal men de lampen bij voorkeur op ongeveer 3 watt per kaars laten branden, doch ook dan is het nog noodig elke 600 uur eene nieuwe lamp te nemen. De meeste kooldraadlampen worden dan ook zoo vervaardigd, dat zij op ongeveer 3—3,5 watt per kaars branden. 5. De straling van gloeilampenkool. De straling van kool is niet geheel bekend. Men kent niet, zooals voor het zwarte lichaam, het emissievermogen als functie van de golflengte en de temperatuur. In het zichtbare spectrum schijnt de energieverdeeling ongeveer dezelfde te zijn als voor het zwarte lichaam, echter met dien verstande, dat zij bij alle temperaturen en golflengten er hetzelfde breukdeel van bedraagt. Dit breukdeel is verschillend voor verschillende koolsoorten ; voor de niet gepraepareerde zwarte kool is het ongeveer 95%, voor de gepraepareerde grijze koolbeugels 70%. Daar men de eerste soort bijna niet meer gebruikt, zullen wij verder alleen over de grijze kool spreken. Deze geeft dus per cM2. ongeveer 70% van het licht, dat een zwart lichaam van dezelfde temperatuur uitzendt. Hiervan kunnen wij nu gebruik maken om de temperatuur van den gloeidraad te berekenen; wij behoeven daartoe slechts op te zoeken bij 100 i welke temperatuur een zwart lichaam maal zooveel kaarsen/cM2. geeft. In tabel VI vindt men deze temperatuur aangegeven. Normaal brandt eene kooldraadlamp dus op 2100° absoluut. Tabel VI. I Soortelijke Watt/kaars Kaarsen/cM. Temperatuur weerstan 135 2247 0.00137 Onderzoekt men de totaal uitgestraalde energie, dan vindt men, dat deze evenals voor het zwarte lichaam evenredig is met de vierde macht van de absolute temperatuur. Tabel VIL Watts/cM2.: Watt/kaars Watts/cM1.* T" ƒ..T V MOOO'' 5 54,2 1997 3,41 4 60,5 2053 3,40 3 70,3 2130 3,41 2 86,0 2247 3,38 Voor het zwarte lichaam was de totaal straling: 5=5-75(w)4 Voor kool: Skool = 3.40(^)4 Kool straalt dus 0,59 maal zooveel als het zwarte lichaam bij dezelfde temperatuur. Hieruit volgt nu, dat eene kooldraadlamp geschikter is dan een zwart lichaam om electrische energie in licht om te zetten. Immers bij elke temperatuur geeft eene kooldraadlamp 0,70 maal * Men moet in het oog houden, dat de uitgestraalde energie evenredig is met het totale oppervlak van den draad, dus lx-n d x straling van 1 cM*. De lichtsterkte is echter evenredig met het schijnbare oppervlak en dus gelijk l X d * het aantal kaarsen van 1 cM1. Daardoor komt het, dat bij 5 watt per kaars het aantal kaarsen van 1 cM1. 34 bedraagt en het aantal watts 54,2 = 34 X — • 71 zooveel licht als een zwart lichaam en heeft daarvoor slechts 0,59 maal zooveel energie noodig. Bij eene zelfde toegevoegde energie zal een 70 kooldraadlamp dus = 1,19 maal zooveel licht geven. Bij de metaaldraadlampen zullen wij dit verschijnsel wederom aantreffen. Kool en de meeste metalen stralen in het zichtbare gedeelte van het spectrum een grooter percentage uit dan in het infraroode en hebben daardoor als lichtbron een hooger nuttig effect dan een zwart lichaam van dezelfde temperatuur. Ideaal zou in dit opzicht een straler zijn, die in infrarood in het geheel niet straalt. Er zijn enkele stoffen bekend, die dit ideaal veel dichter benaderen dan kool en de metalen. Daartoe behoort onder anderen de Auermassa, waarvan de gasgloeilichtkousjes vervaardigd zijn. Aan deze eigenschap, de uitgesproken sterke straling in het zichtbare spectrum en de geringe straling in infrarood, heeft het gasgloeilicht dan ook zijn succès te danken. 6. De afmetingen van den gloeidraad. Met behulp van de gegevens van tabel VI kan men bepalen, welke lengte en dikte de draden in eene kooldraadlamp moeten hebben. Wij willen dit narekenen voor eene lamp voor 110 volt en 16 kaarsen, die op 3,5 watt/kaars brandt. Het wattverbruik is 3,5 X 16 —- 56 watt en daar de spanning aan de lamp 110 volt be- 56 draagt, moet dus de stroomsterkte ^ = 0,509 amp. zijn. De weerstand 7^x5= 216 Q. In de laatste kolom van tabel VI is de weerstand van eene koolstaaf van 1 cM. lengte en 1 cM2. doorsnede bij verschillende belastingen gegeven. Bij 3,5 watt per kaars bedraagt deze 0,00140 O/cM.cM2., dus moet, wanneer / de lengte van den draad in cM., d den diameter in cM. voorstelt, 216 =4ïö-0,00140, waaruit 4> =121300. ixd1 dl Verder moet de lamp 16 kaarsen geven. Bij 3,5 watt/kaars geeft 1 cM2. kool 58 kaarsen, dus moet ld 58 — 16 zijn en ld = 0,276. Wij vinden dus twee betrekkingen tusschen /en d en daaruit /= 21.0 cM., d= 0,0131 cM. Op eene dergelijke wijze kan men voor elke lampensoort de juiste draadlengte en diameter vooruit berekenen. Hierbij moet men echter niet uit het oog verliezen, dat de soortelijke weerstand en het emissievermogen niet voor alle koolsoorten gelijk zijn, doch van de wijze van vervaardiging afhangen. 7. De soortelijke weerstand. Vestigen wij nog een oogenblik onze aandacht op den soortelijken weerstand van den kooldraad, dan zien wij, dat deze met toenemende temperatuur afneemt. Dit is juist het omgekeerde van hetgeen bij metalen gebeurt; daar neemt de weerstand steeds met de temperatuur toe. Uit deze weerstandsafname vloeit voor de kooldraadlamp eene eigenschap voort, die in vele gevallen zeer storend kan zijn. Stijgt de spanning van het net een weinig, dan neemt de temperatuur van den gloeidraad toe en daarmee de weerstand af. Daardoor neemt de stroomsterkte sterker toe dan wanneer de weerstand constant gebleven was. Het gevolg is eene sterke toename van de temperatuur en daarmee van de lichtsterkte bij eene kleine verandering van de netspanning en wel voor 1 % verandering in de spanning: 6—7°/c variatie in de lichtsterkte. Nu is de spanning van het geleidingsnet zelden constant en spanningsschommelingen van 3 a 4% zijn volstrekt niet zeldzaam. In dat geval zal dus de lichtsterkte bij het gebruik van kooldraadlampen ongeveer 25% kunnen variëeren. Bij de metaaldraadlampen zijn die variaties veel geringer. 8. De gemetalliseerde kooldraadlamp. In later tijd (1906) is het gelukt, de kooldraadlampen aanzienlijk te verbeteren. Door de draden gedurende korten tijd in een oven op zeer hooge temperatuur te gloeien, gelukt het de amorfe kool, waaruit zij oorspronkelijk bestaan, in gra- fiet om te zetten. Dit verdampt veel minder snel dan de amorfe kool, zoodat het mogelijk is de gloeitemperatuur belangrijk op te voeren, zonder dat de lamp in korten tijd zwart wordt. Het grafiet vertoont in vele opzichten een metallisch karakter; de weerstand er van neemt evenals bij de metalen met stijgende temperatuur toe, zij het dan ook in veel minder sterke mate. Bij eene belasting van 2,25 watt per kaars hebben zij een nuttigen levensduur van ongeveer 500 uren, dat is 4—5 maal zoo lang als voor eene gewone kooldraadlamp bij dezelfde belasting. Op het oogenblik worden kooldraadlampen alleen nog maar gebruikt in bedrijven, waar de lampen aan buitengewoon heftige trillingen zijn blootgesteld, zooals in sommige fabrieken, aan boord van oorlogschepen, enz. Door hun betrekkelijk gering nuttig effect hebben zij overal elders het veld moeten ruimen voor de wolfraamlamp. , HOOFDSTUK IV. De metaaldraadlampen. 1. De voorgeschiedenis. eeds bij de allereerste pogingen om electrische energie in licht om te zetten heeft men metaaldraden gebruikt, die door den electrischen stroom op hooge temperatuur gebracht werden. Ook Edison gebruikte bij zijne eerste proefnemingen platina. Dit metaal bleek echter ten eenenmale ongeschikt. In de eerste plaats ligt het smeltpunt te laag (17603 O), doch verder verdampt het zoo sterk, dat de lampen na zeer korten tijd onbruikbaar worden. Alle proefnemingen met platina zijn dan ook zonder resultaat gebleven. Meer succes heeft de osmiumlamp van Auer von Welsbach gehad, die in 1902 in den handel werd gebracht. De gloeidraad bestond uit het metaal osmium, dat eerst bij ongeveer 2700° C. smelt en dat ook eene relatief geringe dampspanning heeft. Het nuttig effect van deze lampen bedroeg ongeveer 1,5—1,6 watt per kaars, hetgeen eene belangrijke vooruitgang tegenover de kool- draadlamp beteekende. Het osmium heeft slechts een geringen electrischen weerstand en daar het niet gelukte draden dunner dan ongeveer 0,2 mM. te vervaardigen, kon men geen lampen voor hooge spanningen en kleine lichtsterkten maken. Deze eigenschap en de groote zeldzaamheid van het metaal zijn wel de voornaamste redenen geweest, dat deze lamp geen uitgebreider toepassing gevonden heeft. Ongeveer terzelfder tijd werd in het laboratorium van de bekende fabriek van Siemens en Halske onder de leiding van Werner von Bolton de tantaaldraadlamp uitgewerkt. Het metallische tantalium laat zich in tegenstelling met osmium zeer goed bewerken en kan tot dunne draden worden uitgetrokken, zoodat het gelukte lampen voor alle gebruikelijke spanningen te vervaardigen. De economie was ongeveer dezelfde als die van de osmiumlamp en bedroeg 1,6—1,8 watt per kaars. De tantaallamp is langen tijd in gebruik geweest en eerst langzamerhand door de wolfraamlamp verdrongen. De eerste wolfraamlamp werd in 1903 door A. Just en F. Hanaman vervaardigd. De door hen toegepaste methode is zeer interessant. Zij gingen uit van een kooldraad, die in eene atmosfeer van wolfraam-oxychloride en een weinig waterstof aan het gloeien werd gebracht. De koolstof verbindt zich met de zuurstof van het oxychloride; hierbij komt wolfraam vrij, dat zich op den kooldraad afzet; langzamerhand wordt de koolstof door wolfraam vervangen; er blijft slechts eene dunne koolkern over. Door den draad nu op hooge temperatuur te brengen, kan men deze kern voor een groot deel verdampen. De zoo verkregen wolfraamdraden werden in lampen gemonteerd, die dan luchdedig werden gepompt. Deze wijze van werken was echter te omslachtig en werd weldra vervangen door eene andere, waarbij de draad gespoten werd. Wolfraampoeder werd met water en eene kleefstof tot eene dikke pastei gewreven en dan onder hoogen druk door eene kleine opening geperst, gewoonlijk een gaatje in een doorboorden diamant. Zoodoende verkreeg men een brozen draad, die den stroom nog niet geleidt. Door den draad te verwarmen, verkoolt men het bindmiddel, de samenhang der deeltjes wordt inniger, de draad begint de electriciteit te geleiden. In dezen toestand brengt men de draden onder een klokje op zeer hooge temperatuur door er stroom door heen té* zenden. Het grootste deel van de nog aanwezige koolstof verdampt daarbij, de wolfraamdeeltjes hechten zich inniger aan elkaar en de draad krijgt een metallisch uiterlijk. De zoo verkregen draden werden op de steunhaken gemonteerd, en vervolgens in een glazen ballon gesmolten. De fabricage der gespoten draden was zeer moeilijk en slechts weinigen fabrieken gelukte het, constant goede resultaten te verkrij- gen. Men heeft daarom deze methode algemeen weer verlaten. 2. Fabricage van den wolfraamdraad. Ook nu is de vervaardiging van den draad nog steeds een van dé moeilijkste onderdeden der wolfraamlampenfabricage. Zij geschiedt vrijwel uitsluitend volgens de methode, die door W. Coolidge in het laboratorium der General Electric Company te Schenectady werd uitgewerkt. Als uitgangsmateriaal voor de wolfraambereiding wordt meest het mineraal Scheeliet, een calciumwolframaat genomen. Door het met ammonia te behandelen, verkrijgt men ammoniumwolframaat, waaruit zich bij het toevoegen van zoutzuur het wolfraamzuur afscheidt. Dit wordt in een oven op hooge temperatuur gebracht en vervolgens, door er waterstof over heen te leiden, gereduceerd, waarbij het wolfraam als een fijn donkergrijs poeder achterblijft. Het poeder wordt in zware hydraulische persen onder hoogen druk tot staafjes geperst, die gedurende eenigen tijd op ongeveer 1500° gegloeid worden. Het' wolfraampoeder bakt daarbij aaneen; het staafje krijgt eenige stevigheid en kan in eene klem gevat worden om er een electrischen stroom door heen te sturen. Het wordt onder eene klok geplaatst, die met een reduceerend gas gevuld is en door den stroom tot op ongeveer 3000° verhit. De deeltjes bak- ken daarbij nog vaster samen en het staafje krijgt een metallisch uiterlijk. Het is echter nog zeer broos en laat zich koud in het geheel niet bewerken. Coolidge heeft nu gevonden, dat men zulk een staafje door het langen tijd bij hooge temperatuur te hameren, veel minder broos kan maken. In speciale machines wordt het gloeiend uitgehamerd tot een langen dunnen draad van ongeveer 1 mM. diameter. Door deze bewerking is de samenhang der deeltjes zoo hecht geworden, dat de draad zich verder laat trekken. Dit moet echter eveneens bij hooge temperatuur geschieden. Het wolfraam is buitengewoon hard, zoodat voor de treksteenen slechts doorboorde diamanten in aanmerking komen. De draad passeert bij het trekken den eenen diamant na den anderen, telkens een weinig in doorsnede afnemend tot de gewenschte draaddikte bereikt is. Gedurende het trekproces neemt de vastheid van den draad voortdurend toe; dunne draden dragen ongeveer 400 KG. per mM2. en zijn dus sterker dan staal. De dunste draden, die men fabriekmatig vervaardigt, hebben een diameter van slechts 0,01 mM. Uit één staafje verkrijgt men ongeveer 200 KM. van den dunsten draad. 3. De fabricage der wolfraamlampen. De fabricage der wolfraamlampen geschiedt in vele opzichten op dezelfde wijze als die der kooldraadlampen. Daar de draden veel dunner en langer moeten zijn dan de koolbeugels, worden zij gewoonlijk tusschen twee rijen haakjes zigzags-gewijs uitgespannen. De haakjes zijn vast gesmolten in verdikkingen van het glazen staafje, dat aan het trechtervormig verwijde buisje is bevestigd, waarin de stroomtoeleidingsdraden zijn ingesmolten. De wolfraamdraad wordt gewoonlijk tusschen de omgebogen einden der toevoerdraden vast geknepen om een goed electrisch contact te verkrijgen. Het trechtervormige buisje wordt weer in den glazen ballon vast gesmolten precies als bij dekooldraadlamp. Ook de verdere bewerkingen zijn nagenoeg dezelfde als bij de kooldraadlampen. 4. Karakteristieken. Wij zullen weer aan de hand van eene reeks metingen de voornaamste eigenschappen der wolfraamlampen bestudeeren. In flg. 22 vindt FiS- 21 • men het gedrag van eene wolfraamlamp grafisch voorgesteld. Men ziet, dat met toenemende spanning, evenals bij de kooldraadlamp, het wattverbruik per kaars kleiner wordt. Ook hier kan men echter het nuttig effect niet willekeurig hoog opvoeren, omdat de ballon zich dari spoedig met een laagje verdampt wolfraam SO. 90. 100. 110 ^panninf.*0^ Fig. 22. bedekt, dat het licht sterk absorbeert en het nuttig effect doet afnemen. Voor wolfraam is uit de onderzoekingen van I. Langmuir de verdampingssnelheid als functie van de temperatuur nauwkeurig bekend. In de figuur is de verdampingssnelheid mede voorgesteld. Men ziet, dat deze met toenemende spanning buitengewoon snel toeneemt, zoodat bij eene overspanning van slechts 5% de verdampingssnelheid reeds ver- I dubbeld is. De verdampte wolfraamdeeltjes bewegen zich in rechte lijn naar den ballonwand, waarop zij zich vastzetten in den vorm van een grauw neerslag. Het wolfraamlaagje op den wand is zeer dun. Het absorbeert reeds 20% van het licht, wanneer de dikte nog slechts 7a 8 molekulen bedraagt. Evenals bij de kooldraadlamp bepaalt dus de verdampingssnélheid weer de hoogste temperatuur, waarop de lamp veilig mag branden. Deze I bedraagt ongeveer 2300—2350 graden; het nuttig effect is dan 1,2—1 watt per kaars. De licht- { sterkte valt bij deze belasting eerst na 800—1000 branduren op 80% der oorspronkelijke terüg. Bij wolfraamlampen neemt de weerstand sterk met de temperatuur toe. In gloeienden toestand is die ongeveer 13 maal zoo groot als bij kamertemperatuur. Het gevolg van deze sterke toename is eene veel geringere gevoeligheid voor spanningsvariaties dan bij de kooldraadlampen. Stijgt de spanning van het net, dan neemt ook de stroom door den gloeidraad toe. Deze wordt warmer en verkrijgt een grooter weerstand. De lamp verzet zich dus min of meer tegen het opnemen van meer energie. Het gevolg daarvan is, V.UB-1V. 5 dat eene spanningsverandering van 1 % eene variatie van slechts 3,5% in de lichtsterkte veroorzaakt, tegen eene van 6% bij de kooldraadlamp. De lichtsterkte der wolfraamlampen is dus minder gevoelig voor spanningsschommelingen in het net. 5. Middelen dm den levensduur te verhoogen. Wij zagen, dat de nuttige levensduur van eene wolfraamlamp bepaald wordt door den tijd, waarin zóóveel wolfraam van den draad verdampt en op den ballonwand condenseert, dat deze 20% van het uitgestraalde licht absorbeert. Het spreekt van zelf, dat men op verschillende wijzen geprobeerd heeft, de gevolgen van de verdamping minder schadelijk te maken. Door in de lamp stoffen te brengen, die chemisch werkzaam zijn met het wolfraamlaagje op den wand, kan men dit in eene niet of slechts weinig gekleurde verbinding omzetten. Als zoodanig is volgens F. Skaupy in het bijzonder kaliumthallium-chloride geschikt. Het kalium-thallium chloride wordt in een glazen buisje, dat met een propje glaswol gesloten' is, op eene plaats in de lamp gebracht, waar de temperatuur gedurende het branden tot ongeveer 300° stijgt (fig. 23, pl. III). Dan staat het voortdurend sporen chloor af, die in den ballon komen en het wolfraam, dat zich op den wand bevindt, in kleurloos wolfraamchloride omzetten. De werking van het chloor is nog niet zoo heel eenvoudig. Het blijkt namelijk, dat wanneer men chloorgas in eene lamp laat, waarin zich een wolfraamlaagje op den wand bevindt, het chloor het wolfraam niet aantast. Laat men echter den draad gloeien, dan verdwijnt het laagje onmiddellijk. De chloormoleculen, die met den gloeienden draad in aanraking komen, worden volgens Langmüir in atomen gesplitst en deze zeer reactieve atomen verbinden zich, zoodra zij tegen den wand botsen, met de daar aanwezige wolfraamdeeltjes. De gloeiende draad zelf wordt door het chloor maar weinig aangetast. De zooeven beschreven methode heeft vooral bij lampen met dikken draad, dus zulke voor groote lichtsterkten en lage spanningen, zeer goed voldaan. Bij dunnere draden treden moeilijkheden op, doordat het chloor den draad toch altijd nog een weinig aantast. Eene andere methode, die veel toepassing heeft gevonden en die ook voor lampen met dunnen draad geschikt is, bestaat daarin, dat men den ballonwand inwendig met een dun laagje van het eene of andere zout bedekt. Gewoonlijk doet men dit door het zout op den gloeidraad te spuiten. Zoodra deze op hooge temperatuur gebracht wordt, verdampt het zout en zet zich als een zeer dun, meest onzichtbaar laagje op den ballonwand af. De wolfraamdeeltjes, die van den draad verdampen, schieten in dit zoutlaagje; zij blijven door de zoutdeeltjes van elkaar gescheiden, met het gevolg, dat zij het licht belangrijk minder absorbeeren, dan wanneer er geen zout aanwezig is. Fig. 24, pl. III, laat de werking van zoo'n zoutlaagje duidelijk zien. In de lamp bevinden zich 2 micacylindertjes, die door een magneetje verschoven kunnen worden. De gloeidraad wordt met zout bespoten, dat vervolgens verdampt wordt. Op de plaats waar de micacylindertjes zich bevinden, zal geen zout op den glaswand neerslaan, daar naast wel. De ring A op den glaswand was vrij van zout, B was met een zoudaagje bedekt. Nu werd het cylindertje op zij geschoven en de draad op hooge temperatuur gegloeid, zoodat er eene hoeveelheid wolfraam naar den wand destilleerde. Men ziet duidelijk, dat het neerslag op de plaats, waar zich het zout bevindt, belangrijk minder gekleurd is, dan daar, waar het wolfraam direct op het glas is neergeslagen. Eene bevredigende verklaring van de werking van het zout is nog niet gevonden, alleen kan men met zekerheid zeggen, dat men hier niet met eene chemische werking te doen heeft. Beide methoden berusten dus daarop, dat men het wolfraamneerslag minder schadelijk maakt. De hoeveelheid wolfraam, die van den draad verdampt, is echter even groot als in de gewone vacuumlamp. De verbetering van het nuttig effect, die men op deze wijze bereiken kan, be- draagt 10—15%. Verder kan men niet komen. Om dat goed in te zien, willen wij bijvoorbeeld eene lamp voor 110 volt en 100 kaarsen nader bekijken. <' In tabel VIII vindt men voor eene dergelijke lamp opgegeven, welke de draadlengte en draaddikte zou moeten zijn bij verschillend wattverbruik per kaars. Tabel VIII. Watt per Draadlengte Draadmiddel- Uren waarin hor. kaars. in cM. lijn in ft. 1°/Qverdampt. 1.0 785 74 560 0.9 71 70 220 0.8 63 63 80 0.7 55 56 25 0.6 47 49 6.30 0.5 39 415 1.20 0.4 30 33s 0.14 0.35 255 30 0.036 Behalve deze grootheden is aangegeven in hoeveel tijd de draad door verdamping 1% aan gewicht verliest. Men ziet daaruit, dat bij 0,7 watt per kaars, de draad reeds na 25 uur 1% lichter geworden is. Bij eene dergelijke snelle gewichtsafname kan men geen langen levensduur verwachten. Door de kristallisatie van den draad ontstaan steeds geringe afwijkingen in de doorsnede er van, dus dikkere en dunnere plaatsen. Op zoo eene dunne plaats zou de draad reeds na korten tijd doorsmelten. De ontkleuringsmethoden brengen ons dus niet veel verder dan tot ongeveer 0,8 watt per kaars. In het volgende hoofdstuk zullen wij zien, dat men er in geslaagd is, toch verder te komen. Daartoe moest men middelen toepassen om de verdampingssnelheid zelf te verminderen. " 5. Het wolfraam als straler. De straling van wolfraam bij verschillende temperaturen en golflengten is o. a. door A. G. Worthing uitvoerig onderzocht geworden. Hij deed eene reeks metingen over de verhouding van de straling van wolfraam tot die van het zwarte lichaam, waarbij hij gebruik maakte van een wolfraambuisje, dat door den electrischen stroom op hooge temperatuur werd Fi?- 25- verhit (vergelijk blz. 20). Hij kwam daarbij tot het resultaat, dat, althans in het zichtbare gedeelte van het spectrum, het emissievermogen met toenemende temperatuur kleiner wordt. Aan zijne metingen sluiten zich die van Hulburt en van Pfund en Weniger aan, die bij kor- tere, resp. langere golflengte het emissievermogen bepaalden. In fig. 25 is het resultaat dezer metingen grafisch voorgesteld. Het emissievermogen is hier uitgedrukt in dat van het zwarte lichaam bij dezelfde temperatuur en golflengte; deze verhouding stelt dus tevens het absorptievermogen voor (verg. blz. 11). I ifso 2-oaa 2.2.5 a 2.SOO" Fig. 26. Wij zien daaruit, dat wolfraam in de lange golflengten, dus in het infraroode gedeelte van het spectrum, met toenemende temperatuur rela- tief meer gaat uitstralen, in het zichtbare spectrum daarentegen relatief minder. Het gevolg daarvan is, dat het nuttig effect van wolfraam als lichtgever, met toenemende temperatuur steeds meer tot dat van het zwarte lichaam nadert. Het blijft echter belangrijk gunstiger. Dit eigenaardige gedrag komt goed uit in fig. 26, waarin het aantal lumen, dat men voor ééne watt kan krijgen voor het zwarte lichaam, voor kool en voor wolfraam als functie van de temperatuur grafisch is voorgesteld. De eigenschap, dat het emissievermogen in het verre infrarood met toenemende temperatuur grooter wordt, heeft wolfraam met de andere metalen gemeen. Men kan uit de electriciteitstheorie afleiden, dat er althans voor de zéér groote golflengten een verband moet bestaan tusschen het absorptie vermogen van een metaal en zijn electrischen weerstand, en wel zoodanig, dat de slechtst geleidende metalen het grootste absorptievermogen hebben. Nu wordt voor alle metalen met toenemende temperatuur het electrische geleidingsvermogen kleiner en daarmede neemt het absorptie vermogen toe; het metaal gaat dus relatief méér stralen. Dit geldt echter sléchts voor de langste golven; zooals uit fig. 25 blijkt, gaat voor wolfraam deze toename reeds bij golflengten kleiner dan 1,27 fi in eene afname over. Tot nu toe kent men geene enkele verklaring voor dit merkwaardige m verschijnsel. De totaal uitgestraalde energie hangt bij wol- ■ fraam niet op eene eenvoudige wijze van de tem- B peratuur af. Eene analogie met de wet van StefanBoltzmann vinden wij hier niet. Bij eenige benadering kan men echter voor niet ver uiteenloo- I pende temperaturen aannemen, dat eene verandering-van 1% in de temperatuur er eene van 5°/0 in de totaal uitgestraalde energie met zich brengt. In het volgende tabelletje vindt men bij enkele temperaturen de totaalstraling en de lichtstraling I van 1 cM2. wolfraam opgegeven. Tabel IX. rp Kaarsen van Watts van Watt/kaars 1 cM1. 1 cM1. ronden draad 1750 4.02 11.85 9.27 2000 22.45 22.6 3.16 2250 87.3 40.1 1.44 2500 261 64.8 0.780 2750 642 100.2 0.491 3000 I 1344 147.5 0.345 7. De lichtsterkte der wolfraamlampen. Wanneer men voor eene wolfraamlamp de lichtsterkte in kaarsen opgeeft, dan bedoelt men daarmede bijna altijd de gemiddelde Üchtsterkte gemeten loodrecht op de as van de lamp. Deze is tevens de maximale lichtsterkte. Uit elke andere richting gezien, zien wij den draad korter, zoodat ook de lichtsterkte in andere richtingen kleiner moet zijn. De lichtverdeeling is nagenoeg dezelfde als voor een recht uitgespannen draad, die met de as van de lamp samenvalt. De gemiddelde sferische lichtsterkte Ia is ongeveer 0,78° maal de maximale //,; de lichtstroom is gelijk aan n2 In lumen. De helderheid van den gloeienden draad is zoo groot, dat wij, wanneer wij in de lamp kijken, er door verblind worden. Door de lamp te matteeren kan men hieraan Fig. 27 en 28. eenigszins te gemoet komen. De helderheid van de gematteerde lamp is veel geringer, maar bedraagt gewoonlijk toch nog tusschen 1 en 10 kaarsen van 1 cM2. en plaatselijk vaak nog meer, zoodat ze ons onaangenaam aandoet. Het is dan ook beter er voor te zorgen, dat de gloeidraad zoo beschermd is, dat zij niet binnen ons gezichtsveld valt, bijv. door er een kapje of iets dergelijks om aan te brengen. Door het matteeren kan de lichtverdeeling sterk veranderen; in fig. 27 en 28 vindt men dit grafisch voorgesteld: fig. 27 geeft de lichtverdeeling voor een niet gematteerde lamp, fig. 28 die voor dezelfde lamp, nadat deze half gematteerd is. Men ziet, dat de maximale lichtsterkte bij het matteeren ongeveer 20°/o grooter geworden is. De totale hoeveelheid licht neemt echter een weinig af. Voor de niet gematteerde lamp is de gemiddelde lichtsterkte I0 P= 33.9 kaarsen, voor de gematteerde JQ = 32,8 kaarsen. Men behoeft dus nooit bang te zijn voor het lichtverlies, dat bij het matteeren optreedt. In enkele gevallen kan het van voordeel zijn, 'dat de lamp niet hare grootste lichtsterkte in de richting loodrecht op de as geeft, doch juist in de richting van de as, zooals in fig. 27. De draad wordt dan zoodanig gemonteerd, dat men uit de richting der as eene groote draadlengte zien kan. In de laatste jaren heeft men ook lampen in den handel gebracht, waarbij de gloeidraad tot eene spiraal is opgewikkeld. Deze hebben meestal eene vrij gelijkmatige lichtverdeeling in alle richtingen. Verdere specifieke voordeden bezitten zij niet. Geeft men voor dergelijke lampen de lichtsterkte in kaarsen op, bijv. 50 kaarsen, dan wordt hiermede vaak bedoeld, dat zij evenveel licht geven als eene gewone lamp van 50 kaarsen. Daar hunne hchtverdeeling echter eene geheel andere is, komt het vaak voor, dat zij in geen enkele richting 50 kaarsen geven. In dergelijke gevallen doet men dus beter de gemiddelde sferische lichtsterkte of den lichtstroom in lumen op te geven. Wolfraam-vacuumlampen heeft men voor vrijwel alle lichtsterkten vervaardigd, van de kleinste lampjes voor medische doeleinden en de lampjes voor zaklantaarns af, tot lampen van 1000 kaarsen voor straatverlichting toe. De grootste soorten worden thans niet meer gemaakt en zijn overal door halfwattlampen verdrongen. Voor de kleinere lichtsterkten wordt echter voorloopig de wolfraam-vacuumlamp nog door geen andere lamp geëvenaard. geteekende krommen werden bepaald voor draden van 75 /«.Voor dikkere draden is de verdampingssnelheid nog geringer. 4. De warmte-afleiding door het gas. Het groote inconveniënt van de gasvulling is daarin gelegen, dat een belangrijk deel van de door den electrischen stroom in den draad ontwikkelde warmte door het gas wordt weggeleid en dus nutteloos verloren gaat. Het is dus van het grootste belang na te gaan, onder welke omstandigheden dit verlies zoo klein mogelijk wordt. Om hierin een inzicht te krijgen, willen wij twee draden beschouwen met hetzelfde oppervlak, een langen dunnen, bijv. 20 cM. lang en 50 in diameter en een korten dikken, 2 cM. lang en 500 /* in diameter. In een vacuüm zullen beide draden, wanneer zij op dezelfde temperatuur gebracht worden, evenveel energie uitstralen. Brengt men ze in eene gasatmosfeer, dan zou men verwachten, dat ze wederom evenveel energie zouden afgeven, immers het oppervlak, dat met het gas in aanraking komt, is in beide gevallen even groot. Dit is echter geenszins zoo. De lange dunne draad geeft veel meer energie aan het gas af dan de korte dikke, in het geval van stikstof bijvoorbeeld ruim vijf maal zooveel. Volgens Langmuir moet men dit op de volgende wijze verklaren. Het warme gas, dat den draad omgeeft, geraakt in strooming. Vlak om den draad echter vormt zich een laagje gas, dat in rust blijft en de warmteafleiding van den draad geschiedt nu door geleiding in dat stilstaande laagje. De vorming van zoo 'n laagje is niet onmogelijk. Daartoe moet men bedenken, dat de inwendige wrijving in een gas met toenemende temperatuur grooter wordt en bij de temperatuur van den gloeidraad ongeveer 6,5 maal zoo groot is als bij kamertemperatuur. Het gas in de onmiddellijke nabijheid van den draad krijgt dus, zoo men wil, iets strooperigs, vergeleken bij dat op grooteren afstand, zoodat het minder gemakkelijk aan de strooming deel zal nemen en zeer goed zoon stilstaand laagje kan Fig. 32. vormen. De dikte van dit laagje is nu volgens de theorie van Langmuir maar weinig grooter voor dikke dan voor dunne draden. In fig. 32 zijn de beide draden van 50 en 500 ,« met de stilstaande gaslaagjes er om, op schaal geteekend. Beschouwt men voor de beide draden een even groot oppervlak, dan ziet men, dat de warmte, afgegeven door den dikken draad, zich door een betrekkelijk lang smal strookje een weg moet banen, terwijl bij den dunnen draad een korter en breeder weg openstaat. Het ligt dus voor de hand, dat van den dikken draad veel minder warmte wordt weggeleid. De dikte van het stilstaande laagje bedraagt enkele millimeters. Na het voorgaande is het gemakkelijk in te zien, dat wanneer men den langen dunnen draad tot eene spiraal opwikkelt, de warmte afgifte veel kleiner moet worden en wel ongeveer even groot als voor een korten dikken draad, waarvan lengte en diameter dezelfde zijn als die van de spiraal. Daar nu de lengte van de spiraal meest niet veel meer dan het zesde gedeelte bedraagt van de totale draadlengte, kan men door het spiraliseeren het warmteverlies tot 10—20% terugbrengen. Toch blijft dit verlies nog vrij grqot. Om de spiraal van eene halfwatdamp voor 1000 kaarsen op de juiste temperatuur te brengen, zijn noodig : in een vacuüm 430 watt in stikstof 500 „ in argon 480 „ Bij de lampen met dunner draad is het energieverhes door het gas veel belangrijker. In stikstof is het ongeveer 1,5 maal zoo groot als in argon, zoodat voor de kleinere lampen uitsluitend argon in aanmerking komt. Bij lampen met dikker draad, waar de door het gas weggeleide warmte gering is ten opzichte van de door den draad uitgestraalde, treedt het verschil tusschen beide gassen minder op den voorgrond, zoodat men daar vaak stikstof voor de gasvulhng gebruikt. 5. De levensduur. Het is nu van belang na te gaan, welke factoren den levensduur van de halfwattlampen bepalen. Bij de vacuumlamp was dit het zwart worden van den ballon met de daaruit voortvloeiende afname der lichtsterkte. Bij de halfwattlamp is dit niet het geval. Het verdampte wolfraam wordt hier door den opstijgenden gasstroom meegevoerd en zet zich af, waar deze langs Iden glaswand strijkt, dus meest in de hals van de lamp, waar het neerslag niet veel kwaad doet. De ballonwand blijft vrijwel helder. In dat opzicht is dus de verdamping onschadelijk. Een ander gevolg er van is de afname van den draaddiameter en deze is het, die in vele gevallen de hoogste temperatuur bepaalt, waarop de spiraal mag gloeien. Er is echter nog een andere factor, waarmede men ook rekening moet houden, en dat is het uitzakken der spiralen. Bij de hooge temperatuur is de wolfraamdraad zeer week, zóó week zelfs, dat eene spiraal haar eigen gewicht niet kan dragen, met het gevolg, dat de afstand der windingen langzamerhand grooter wordt en de lengte van de spiraal toeneemt. Hiermede gaat eene toename van het stralende oppervlak gepaard en dus eene afname van de temperatuur, daar de door den stroom in den draad ontwikkelde warmte ongeveer even groot blijft. Deze temperatuurafname brengt een terugval van de lichtsterkte met zich, die belangrijk kan zijn. Men moet er dus voor zorgen, de temperatuur niet zoo hoog te nemen, dat de spiraal door te sterke verdamping of door uitzakken in korten tijd verandert. Gewoonlijk wordt de temperatuur met hooger opgevoerd dan tot ongeveer 2800° in de grootste en 2550° in de kleinste lampen van dit type. Dan bedraagt het nuttig effect van lampen voor 110 volt al naar hunne grootte 12—22 lumen per watt. In fig. 33 vindt men deze waarden grafisch voorgesteld. De belangrijke vooruitgang in het nuttig effect dezer lampen heeft men dus verkregen door de combinatie van twee bewerkingen, het aanbrengen van eene gasvulling en het spiraliseeren van den draad, die merkwaardig genoeg elk voor zich in het algemeen nadeelig zijn. 6. De straling van wolfraamspiralen. Dat inderdaad het spiraliseeren van den draad nadeelig is voor de omzetting van electrische energie in licht, moge uit het volgende blijken. Fig. 34, pl. IV, toont ons eene fotografie van de spiraal in eene gloeiende halfwatdamp; men ziet, dat het midden van den draad minder fel gloeit dan de randen en de binnenkant van de spiraal. Men heeft wel eens gedacht, dat men hieruit af mocht leiden, dat de temperatuur daar hooger was dan die in het midden. Dit is echter niet juist en de verklaring van het verschijnsel is eene geheel andere. Bij de bespreking van de stralingsverschijnselen hebben wij onder anderen de straling van een wigvormig omgebogen metalen plaatje besproken. De buitenkant zond daarbij minder licht uit dan de binnenkant; deze laatste straalde als een zwart lichaam. De windingen van eene spiraal vormen nu ook, zij het ook zeer onvolkomen, zulke wigvormige ruimten en dé straling van de randen van den draad en de binnenkant der spiraal nadert dus min of meer tot die van een zwart lichaam. Het emissievermogen voor wolfraam is ongeveer 44% van dat van het zwarte lichaam. Het reflectievermogen bedraagt 0,56. Wanneer het licht van eene winding op de er naast liggende valt, dan zal 56% er van teruggekaatst wörden. De emissie daar ter plaatse wordt dus minstens 0,44 + 0,56 X 0,44 = 0,69 maal die van een zwart lichaam. In de meeste gevallen zullen echter de stralen eenige malen tusschen de windingen heen en weer gekaatst worden, zoodat de straling dicht tot die van het zwarte lichaam nadert. Metingen leeren, dat de helderheid van de lichtste plaatsen 1,6—1,8 maal zoo groot is als die van het midden der windingen. Herinneren wij ons nu, dat voor wolfraam de verhouding zichtbare straling tot onzichtbare aanmerkelijk gunstiger is dan voor een zwart lichaam van dezelfde temperatuur, dan is het duidelijk, dat het spiraliseeren een verlies mee brengt, doordat de straling van een gedeelte van het oppervlak meer tot die van een zwart lichaam gaat naderen. 7. Enkele eigenschappen der halfwattlampen. Aan de hooge temperatuur, waarop de spiraal van eene halfwatdamp gloeit, heeft deze enkele eigenschappen te danken, die wij hier in het kort willen bespreken. In de eerste plaats is de helderheid van den gloeidraad zeer groot Het aantal kaarsen per cM2. bedraagt 300 tot 750, welk getal men voor korten tijd door het opvoeren van de spanning gemakkelijk tot 1200 kan vergrooten. Daardoor zijn deze lampen bijzonder geschikt voor projectiedoeleinden en overal daar, waar eene groote vlaktehelderheid van belang is. Voor de verlichting is deze groote helderheid geen voordeel. Men moet dan ook bij de montage van halfwattlampen er steeds voor zorgen, dat men het gloeilichaam niet kan zien of dat het licht diffuus gemaakt wordt, zoodat de helderheid der lichtbron veel kleiner wordt en niet meer storend werkt. Een ander gevolg van de hooge temperatuur is de witte kleur van het licht, dat in samenstelling veel dichter tot het zonlicht nadert dan dat der vroeger besproken lampen. De electrische weerstand in gloeienden toestand is ruim 16 maal zoo groot als bij kamertemperatuur.-Op het oogenblik van inschakelen gaan daardoor zeer groote stroomen door de lamp. De draad verwarmt zich daardoor snel, de weerstand neemt toe en de stroom wordt weer kleiner. Bij de allergrootste lampen, waarbij de opwarming het langst duurt, kan dit verschijnsel wel eens aanleiding geven tot het doorgaan der smeltstukken. Halfwattlampen voor groote lichtsterkten hebben eene ruime toepassing gevonden voor de verlichting van groote gebouwen, fabrieken, straten, pleinen, enz. Zij worden meestal opgehangen in armaturen met reflector, die de lamp tegen atmosferische invloeden beschermen en voor eene juiste verdeeling van het licht zorgen. Halfwattlampen worden tegenwoordig tot lichtsterkten van 5000 kaarsen en meer vervaardigd. De N.V. Philips' gloeilampenfabrieken ver• toonde in het afgeloopen voorjaar eene halfwatt- lamp van 50.000 kaarsen. De glazen ballon had een diameter van 65 cM. Het stroomverbruik bij 220 volt was 80 ampères. Deze behoort waarschijnlijk wel tot de grootste der tot nu toe uitgevoerde lampen. stroomsterkte gepaard. De stabiliteit is onbevredigend ; men moet er dus voor zorgen, dat de voorschakelweerstand zoodanig gekozen wordt, dat bij de gewenschte stroomsterkte de karakteristiek stijgt en dat de helling ten opzichte van de X-as niet te klein is. 6. Het verbruik der electroden. De koolspitsen in de booglamp worden langzamerhand verbruikt. Brandt de boog in lucht, dan worden de gloeiende electroden door de zuurstof aangetast; zij verbranden en hun afstand wordt snel grooter. Sluit men den luchttoevoer af, dan gaat dit veel langzamer, doch ook in dit geval is het noodig, den afstand der spitsen na te kunnen stellen. Daartoedienthet regelmechanisme in de lamp. I JL M Fig. 42. Men onderscheidt in hoofdzaak drie verschillende mechanismen, die elk eene andere grootheid constant houden. Men heeft er, die de spanning V aan den lichtboog constant houden, die den stroom / door den lichtboog constant houden V en eindelijk die het quotiënt —j-, dus den weer- stand van den boog eene bepaalde waarde doen aannemen (flg. 42). Bij de eerste soort bevindt zich eene magneetspoel evenwijdig aan den boog geschakeld. Zoodra de stroom ctoor den boog door het toenemen van den afstand der koolspitsen te klein wordt en dus de spanning aan den boog toeneemt, gaat er meer stroom door deze spoel. Zij trekt de kern aan en verkleint daarmede weer den afstand der spitsen. Op een dergelijke wijze werken ook de mechanismen II en III, waar de spoel in serie met den boog is aangebracht, resp. waarbij 2 spoelen aanwezig zijn, waarin de stroomen evenredig zijn met den stroom door den boog resp. met de spanning tusschen de spitsen. Wil men meer dan ééne lamp achter elkaar op dezelfde spanning branden, dan komen slechts de eerste en derde regelwijze in aanmerking. Gaat hierbij eene der lampen uit, dan blijven de andere branden, daar de stroom door de aan den boog parallel geschakelde magneetwikkeling blijft vloeien. Hierbij ontstaat echter gevaar voor eene te groote verwarming van die magneetspoel, zoodat men vaak nog een vervangingsweerstand in de lamp inbouwt, welke automatisch wordt ingeschakeld. De stroom kan dan langs dezen weg vloeien, waardoor een doorbranden van de magneetspoel voorkomen wordt. Bij de vrij in de lucht brandende kolen worden de spitsen per uur elk ongeveer 2—3 cM. korter. Door het afsluiten van de lucht kan men den brandduur ongeveer driemaal zoo groot maken. Bij de vlambooglampen varieert de brandtijd meest van 6 tot 20 uur. Er wotden echter lampen met een brandduur van 100 a 150 uren geleverd. Nog gunstiger in dit opzicht zijn de in Amerika veel gebruikte magnetietbooglampen, waarin de negatieve magnetietspits ongeveer 200—300 uur meegaat, terwijl de positieve koperspits nagenoeg in het geheel niet verdwijnt. De kwiklampen leven 1000 en meer uren, zonder dat de brander door een nieuwen vervangen behoeft te worden. Om een scheefbranden van de spitsen der koolbooglampen te voorkomen gebruikt men vaak kernkolen, die uit een mantel van harde zuivere kool bestaan, welke eene kern van zachte kool en zouten bevat. De kern verdampt sterker; de boog gaat van het midden der spitsen uit en brandt daardoor rustiger, dan wanneer men homogene kolen gebruikt. 7. De wisselstroomboog. Sluit men eene booglamp op wisselstroom aan, dan zal de stroom slechts dan voortdurend door kunnen gaan, wanneer beide electroden zoo fel gloeien, dat zij voldoende electronen uitzenden om het gas blijvend te ioniseeren. Blijft de eene electrode koud, dan zal er stroom door gaan, wanneer de koude electrode + is, de gloeiende —. Gedurende de tegengestelde periode laat de lamp geen stroom door. Stelt, in flg. 43,1 de spanning aan de electroden als functie van den tijd voor, dan zal de stroom er zoo uitzien, als in fig. ~. 1 x zoogenaamde palseerende gelijkstroom. Op deze gelijkrichtende werking van den boog berusten onder andere de kwikdamp-gelijkrichters, die men meer gebruikt om wisselstroom in gelijkstroom om te zetten. De verschijnselen, die bij den wisselstroomboog optreden zijn zeer ingewikkeld. Daar de stroomsterkte I periodisch verandert, treden ook periodische variaties van den boogweerstand R op. De spanning aan den boog IR wordt daardoor eene gecompliceerde functie van den tijd. Een gevolg hiervan is, dat het energieverbruik niet gelijk is aan het product van stroom en spanning aan den boog, doch kleiner. De factor waarmede men het product IV moet vermenigvuldigen, om het wattverbruik van de lamp te verkrijgen, is voor verschillende koolsoorten verschillend en bedraagtmeestongeveer0,80tot0,95. Is deze factor klein, dan heeft men om eene bepaalde hoeveelheid energie af te geven een gropten stroom noodig, zoodat de verliezen in het 43, II geteekend is. Zij vloeit voortdurend in dezelfde richting, er ontstaat een Fig. 43- HOOFDSTUK VII. Over de verlichting. 1. Inleiding. e indruk, die een vertrek, eene straat, een winkel, op ons maakt, wordt voor een groot gedeelte bepaald door de verlichting er van en het is dus van het grootste belang, dat deze zoodanig wordt aangebracht, dat die indruk een aangename is. Wanneer wij willen nagaan, op welke wijze men dat kan bereiken, dan zullen wij rekening moeten houden met alle factoren, die bij het tot stand komen van die impressie eene rol spelen: dat zijn dus de lichtbron, de verlichte voorwerpen, ons oog als waarnemingsorgaan en onze hersenen, die het waargenomene tof^ een indruk verwerken. Naast physische factoren komen dus ook physiologische en psychische in aanmerking. Het is duidelijk, dat wij hier met een bijzonder gecompliceerd probleem tedoenhebben.Bepaalde voorschriften om met zekerheid het gewenschte effect te bereiken, kan men dan ook niet geven. Men kan echter wel enkele algemeene regels opstellen, die men steeds voor oogen moet houden, om goede resultaten te verkrijgen. Deze zullen wij bespreken, nadat wij eerst de physische kant van het verlichtingsprobleem wat nader hebben bekeken. 2. Reflectoren en diffusoren. Eene lamp wordt bijna nooit zonder meer voor de verlichting gebruikt, doch altijd van eene kap of reflector of iets dergelijks voorzien. Daardoor wordt de lichtverdeeling eene andere en door eene juiste keuze van den vorm en het materiaal van de kap of reflector kan men zorgen, dat eene voor het beoogde doel geschikte lichtverdeeling verkregen wordt. Om dit te bereiken maakt men van verschillende eigenschappen der stoffen gebruik. /. Spiegelende reflectie. Wanneer men eene spiegelende metalen plaat of eene verzilverde glasplaat op den weg der lichtstralen plaatst, dan zal deze het licht terugkaatsen e>r> «rel Trkt\Aanin Haf de Fig. 45. ö teruggekaatste stralen schijnen uit te gaan van het spiegelbeeld L, van de lichtbron L. Met behulp van een spiegel kan men aan de lichtstralen dus elke gewenschte [richting geven. Neemt men in plaats van een [vlakken spiegel een gebogenen, dan kan men dezen beschouwen te zijn opgebouwd uit een [zeer groot aantal kleine platte vlakjes en elk ; dezer zal het opvallende licht terugkaatsen, [waarbij de teruggekaatste straal weer schijnbaar van het spiegelbeeld van de lichtbron uitgaat. Zoo kan men bijvoorbeeld maken, dat alle stralen, die op den spiegel vallen, na de terugkaatsing dezelfde richting krijgen. Men moet er dan voor zorgen dat elk element van den spiegel loodrecht staat op de lijn, die den hoek tusschen de opvallende lichtstraal en de richting, waarin men deze wil terugkaatsen, midden door deelt. Dit is bijvoorbeeld het geval bij de parabolische [spiegels der zoeklichten. Niet al het licht, dat op den spiegel valt, wordt gereflecteerd. Een gedeelte wordt door den spiegel geabsorbeerd en gaat dus verloren. Bij iedere reflectie wordt de lichtstroom dus kleiner en wel R maal. R stelt dan het reflectievermogen van den spiegel voor. Dit is in het algemeen verschillend voor licht van verschillende spectrale samenstelling en loopt voor verschillende metalen vrij ver uiteen, zooals blijkt uit tabel XI, waarin voor enkele metalen en glazen spiegels bij verschillende golflengten het reflectievermogen is aangegeven. V.U.B.-IV. 8 en in het laatste nagenoeg in het geheel geen schaduw. Het hangt nu geheel van den aard der verlichte voorwerpen en van hoe wij ze willen zien, af, welke manier van verlichting de geschiktste is. Vaak is dat van te voren moeilijk te zeggen en toch wordt juist de al of niet aangename indruk, die de verlichting op ons maakt, door dergelijke kwesties bepaald. Een ander punt van even groot belang is bijvoorbeeld het volgende. Nemen wij het geval dat wij met de verlichting van eene schrijftafel te doen hebben. De lamp kan zoo geplaatst zijn, dat voor dengene, die aan de tafel zit, het papier of de inkt glimt, hetgeen buitengewoon hinderlijk kan zijn. De verlichting kan hier voldoende zijn en toch geheel onbevredigend. Het is dan ook eene moeilijke en veel overleg vereischende kwestie eene verlichting zoo uit te voeren, dat zij in alle opzichten prettig aandoet. Soms is het voldoende, dat alleen de verlichting van een bepaald horizontaal vlak toereikend is; bijv. in het geval van eene teekenzaal, waarin alle teekenborden horizontaal en op dezelfde hoogte zijn aangebracht. In andere gevallen speelt de verlichting van verticale vlakken eene belangrijke rol, bijv. bij de verlichting van schilderijen of andere langs de muren aangebrachte voorwerpen, terwijl weer in andere gevallen zoowel de horizontale als de verticale verlichting aan bepaalde eischen moeten voldoen, zooals bijv. in schoollokalen, waar de lessenaars horizontaal staan, doch de borden, kaarten, enz., langs de muren zijn aangebracht. Elk van deze gevallen vereischt eene andere verlichting en slechts wanneer men goed voor oogen houdt, aan welke eischen voldaan moet worden, zal men er in slagen, eene goede oplossing te vinden. Het formuleeren van de eischen geeft daarbij meest de grootste moeilijkheid. Tabel XII geeft een overzicht over de verlichting, die in enkele gevallen gebleken is ongeveer de juiste te zijn. Tabel XII. Gemiddelde horizontale verlichting 80 cM. boven den grond. Woonhuizen. Huiskamers, algemeene verlichting 15- 25 Lux Tafelverlichting ; . 50- 80 „ Keukens 15- 25 „ Slaapkamers . 5-15 „ Gangen 5-10 „ kantoren. Algemeene verlichting .... 40- 60 Lux Schrijftafels 50- 80 „ Fabrieken en werkplaatsen. Algemeene verlichting . . . . 15- 25 Lux Werkplaatsverlichting .... 40- 50 „ Gieterijen. . . ||. . . . . 30- 45 Lux Drukkerijen 70- 80 Letterzetterswerkplaatsen . . . 80-100 „ Wasscherijen 15- 30 „ Spinnerijen 20- 30 „ Weverijen lichte stoffen . . . .20- 35 „ donkere stoffen . . . 40- 50 „ Teekenkamers 80-100 „ Ziekenhuizen. Ziekenkamers 10-25 Lux Operatiekamers 200 „ Gangen 5- 10 „ Hotels en restauraties. Entrée 20- 25 Lux Gangen • . 5- 10 „ Eetzaal 20- 25 „ Billiards 50- 60 „ Kamers 10- 25 „ Scholen. Lokalen 25- 50 Lux Teekenzaal . 80-100 „ Winkels. Kleedingmagazijn ...... 50- 80 Lux Boek- en papierwinkels .... 25- 50 „ Levensmiddelen ...... 20- 40 „ Etalage-verlichting 50-200 „ Buiten verlich ting. Drukke hoofdstraten Drukke zijstraten 3-20 Lux 1- 2 „ Straten met weinig verkeer . . . 0,1- 2 „ De hier opgegeven waarden zijn gemiddelden, die in de practijk voldaan hebben. Het spreekt echter vanzelf, dat die getallen tamelijk willekeurig zijn. Dat kan ook niet anders. Immers, of eene verlichting al dan niet voldoende is, hangt af van de kleur en de tint van de verlichte voorwerpen, van de omgeving en meer factoren, die men moeilijk in rekening kan brengen. In eene eetkamer bijvoorbeeld, kan de verlichting overal voldoende zijn, zoolang het witte tafellaken op tafel ligt, doch geheel onvoldoende, zoodra dit door een donker tafelkleed vervangen wordt. De tafelverlichting, in lux uitgedrukt, is in beide gevallen even groot, doch de muurverlichting kan geheel verschillend zijn. Gelukkig kan men echter electrische lampen van vrijwel iedere lichtsterkte krijgen, zoodat men, wanneer de verlichting te klein is uitgevallen, deze gemakkelijk tot het juiste bedrag kan opvoeren. Maatstaf voor den gezichtsindruk, dien wij van een voorwerp ontvangen, is niet de verlichting (de opvallende lichtstroom), doch de door het voorwerp teruggekaatste, op ons netvlies vallende, lichtstroom. Deze hangt samen met de helderheid der voorwerpen; eene voldoende verlich- ting wil dan ook slechts zeggen: eene verlichting, die aan de voorwerpen eene voldoende helderheid geeft. Bedraagt de verlichting L lux, het reflectievermogen van een diffuus reflecteerend voorwerp r, dan krijgt het eene helderheid van IOOOOtt ^aaisen van 1 cM-. Bij eene verlichting van 50 lux en een reflectievermogen r — 0,60, wordt de helderheid dus ongeveer ^qqq kaars van 1 cM2. 4. De kleinste toereikende verlichting en ons oog. Ons oog heeft nu de zeer te waardeeren eigenschap, bij zefer ver uiteenloopende sterkten van de verlichting, détails in de voorwerpen even goed te kunnen onderscheiden. Wanneer men bedenkt, dat de verlichting in de felle zon ongeveer 120000 lux kan bedragen, die door de maan hoogstens 0,25 lux, dan krijgt men een goed idee van dit aanpassingsvermogen, het zoogenaamde adaptatievermogen. Bij deze beide verlichtingen toch, die zich als 500000 tot 1 verhouden, kan men bijvoorbeeld lezen. Wel is waar is het vermoeiend, doordat in het eerste geval de helderheid van het schrift te groot en in het tweede geval te klein is, doch men kan het toch doen. Ziet men van deze uitersten af, dan blijft er een enorm gebied over, waar men vrijwel evengoed ziet, onafhankelijk van hoe onaangenaam het kan zijn, wanneer men, opziend van een goed verlicht boek, in een donkeren hoek van de kamer de daar geplaatste voorwerpen niet meer goed kan onderscheiden. Onwillekeurig probeeren wij dan toch te zien wat er staat, ons oog stelt zich op de kleinere helderheid in. Zien wij dan weer naar ons boek terug, dan komt dit ons te fel verlicht voor, met het gevolg dat ons oog zich opnieuw moet instellen, hetgeen op den duur vermoeienis, vaak gevolgd door hoofdpijn ten gevolge heeft. Nutting heeft nu ook nagegaan, welke kleinste helderheid een voorwerp hebben mag, opdat «ioooii | -i H i , 1 verlicht voorwerp heeft gekeken. Deze waarde vindt men in fig. 53 voorgesteld. Bij eene heiderderheid van qq kaars van één cM2., moet men zorgen, dat geen voorwerpen met kleiner helheid dan 1% van dit bedrag voorkomen. Men moet dus sterker helderheidscontrasten dan 100:1 in alle gevallen vermijden. Beter is het echter te zorgen, dat de contrasten 50 of 20 tot 1 niet te boven gaan. Aan den anderen kant moet men zich er ook voor hoeden, de verlichting te contrastloos te maken. Daardoor wordt alles te egaal, de frischheid gaat verloren. Ook moet men niet vergeten, dat een groot gedeelte van het zien juist op de werking der contrasten neerkomt. Denken wij bijv. eens aan geslepen kristal, waar het flonkeren juist door de reflectie van hchtbundels van groote helderheid ontstaan, in een vertrek met contrasdooze verlichting. Alles wat wij er mooi aan vinden, zou dan verloren zijn gegaan, het zou een doodschen indruk maken. De moeilijkheid van het verhchtingsprobleem is nu juist, dat men met allerlei dergelijke kwesties rekening moet houden. De verlichtingsingenieur moet daarom, evenals de architect, een man van smaak zijn, wiens aangeboren talent hem, om zoo te zeggen automatisch, over dergelijke moeilijkheden heen helpt 6. De kleur van het licht. Naast de hoeveelheid licht is de spectrale sa- menstelling van het licht van groot belang. Vooral wanneer men de kleuren der verlichte voorwerpen wil beoordeelen, speelt die samenstelling eene groote rol. Dat is gemakkelijk in te zien. De indruk, die wij van een bepaald voorwerp ontvangen, hangt af van de straling, die door het voorwerp in ons oog wordt teruggekaatst en deze wordt bepaald door twee factoren: le de samenstelling van het opvallende licht en 2e het reflectievermogen van hetvoorwerp voor licht van verschillende golflengte. Is het emissievermogen van de lichtbron in de golflengte X: Ex, dan is de hoeveelheid licht van die kleur, die in ons oog valt, 0.40 050 0.80 070 MIKRÏ1N GOLFLENGTE Fig. 54- evenredig met het product Ex r^. Wij zien dus, dat voor de kleur, die wij zullen waarnemen, de spectrale samenstelling van het licht even belangrijk is als het reflectievermogen van het voorwerp. Het gevolg hiervan is, dat wij bij kunstlicht dé meeste kleuren anders waarnemen dan overdag, zoodat de beoordeeling van gekleurde voorwerpen zoo niet onmogelijk, dan toch zeer moeilijk wordt. In fig. 54 is voor enkele lichtbronnen de spectrale energieverdeeling grafisch voorgesteld. Men ziet, dat alle behalve de zon, in rood relatief veel meer licht geven dan in blauw. Bij de zonnestraling is de energie vrijwel gelijkmatig over alle golflengten verdeeld. Wij zullen nu de kleur, die een voorwerp in het zonlicht vertoont, de natuurlijke kleur noemen. Het is dan duidelijk, dat bij alle kunsdichtbronnen de kleur van een voorwerp rooder zal zijn dan de natuurlijke. De blauwe en paarse tinten wor-! den vaak zwart, groen wordt geelgroen, bruin wordt roodbruin, enz. Wil men nu 's avonds voorwerpen in hunne natuurlijke kleur zien, dan moet men lichtbronnen gebruiken, wier spectrale samenstelling zooveel mogelijk tot die van het zonlicht nadert. Men kan dergelijke lichtbronnen verkrijgen door de ; overmaat rood, die anders in de straling aanwezig is, weg te nemen door een absorbeerend filter. Zulk een filter moet dus in blauw niets absorbeeren, in groen en geel een weinig, in rood het meest. Dit is het geval bij de blauwe ballon der zonlichtlampen, die in principe halfwatdam- • pen zijn, wier spectrale energieverdeeling door de absorptie van den ballon ongeveer gelijk gemaakt is aan die van het zonlicht. Ieder weet, welk een belangrijken invloed de kleuren hebben op den indruk, dien een vertrek op ons maakt. Blauwe kleuren en blauw behang bijv. maakt een kouden indruk, geel is vroolijker, rood geeft een warmen indruk. Analoog maken lichtbronnen, die veel blauwe stralen bevatten, een kouden indruk, de roodere een warmer. Hiermede moet men bij de verlichting rekening houden. Over het algemeen zullen lichtbronnen met roodachtig licht gezelliger zijn, althans wanneer het licht niet zóó rood is, dat de blauwe en groene kleuren vaal en doodsch lijken. In dit opzicht schijnt het licht der halfwattlampen bijzonder goed, dat der vacuumlampen is te rood en dat der zonlichtlampen te blauw voor huiskamerverlichting. Deze opvatting is echter persoonlijk en zal misschien niet door iedereen gedeeld worden. 7. Verlichtingssystemen. In het kort samengevat kunnen wij dus de eischen, waaraan elke goede verlichting moet voldoen, aldus formuleeren: le De verlichting moet voldoende sterk zijn, waarbij^rekening moet worden gehouden met het reflectievèrmogen der te verlichten voorwerpen, 2e De verlichting moet zoodanig zijn, dat noch voorwerpen met te groote, noch zulke met te kleine helderheid binnen het gezichtsveld vallen. De contrasten mogen niet te groot, doch ook niet te klein zijn. 3e Het licht mag niet nikkeren. 4e De verlichting moet zoodanig zijn, dat de schaduwen of de lichte plekken niet hinderlijk zijn en ons niet onaangenaam aandoen. De twee eerste punten hebben wij reeds uitvoerig besproken. Over het derde kunnen wij kort zijn. Hinderlijk flikkeren komt alleen bij booglampen voor, waarvan het reguleermechanisme niet goed werkt. Bij gloeilampen komt flikkeren over het algemeen alleen dan voor, wanneer zij op wisselstroom van lage frequentie branden, bijv. bij een wisselstroom van 15 perioden, zooals die bij electrische spoorwegen gebruikelijk is. Ook bij lampjes met zeer dunnen draad kan het flikkeren soms hinderlijk zijn. Het laatste punt is van meer belang en inderdaad wordt de keuze van het verlichtingssysteem voor een groot deel door het al of niet hinderlijke der schaduwen bepaald. Men onderscheidt in hoofdzaak drie verschillende verlichtingssystemen, het zoogenaamde directe, het half indirecte en het indirecte. In het eerste geval valt het licht der lampen direct op de te verlichten voorwerpen, in het tweede wordt een groot deel van het licht tegen het plafond of een ander groot, diffuus reflecteerend vlak geworpen, zoodat de verlichting, behalve door het directe licht der lamp, voor een belangrijk gedeelte door het teruggekaatste licht van het plafond plaats heeft. In het laatste geval, dat der indirecte verlichting, wordt al het licht tegen het plafond geworpen, zoodat het verlichte plafond uitsluitend als lichtbron dienst doet. Het verschil in effect kan zeer groot zijn. Met de directe verlichting, waar het licht van een klein oppervlak uitgaat, zal men de grootste contrasten en de sterkste schaduwen verkrijgen. Bij de indirecte verlichting, waar het licht van een zeer groot oppervlak komt, heeft men nagenoeg geen schaduwen: de contrasten zijn gering. Ook in een ander opzicht is het verschil belangrijk. Bij de directe verlichting is meestal de onderste helft van het vertrek het sterkst verlicht; bij de indirecte daarentegen de bovenhelft. De half indirecte verlichting staat tusschen beide in. Indirecte verlichting zal dus in het bijzonder daar toepassing vinden, waar schaduwen uit den booze zijn, zooals in teekenkamers, scholen, laboratoria, fijne instrumentmakerijen, in weverijen, waar de schaduwen van het drijfwerk hinderlijk zouden zijn, enz. Voor de verschillendeverlichtingssystemen heeft men nagegaan, hoeveel percent van het licht, dat Wanneer men er echter naar vraagt, hoe men eene verlichting moet aanbrengen, die de gezelligheid van eene kamer verhoogt, dan moeten wij het antwoord schuldig blijven. De psychologische kant van het verlichtingsvraagstuk is nog te weinig onderzocht om er algemeen geldende regels voor te kunnen opstellen. LITTERATUUR-OVERZICHT. Bij de hoofdstukken I en II. oor lezers, die zich voor historische geschriften interesseeren, is het werk van Chr. Huygens gemakkelijk toegankelijk. Het is als No. 20 in Ostwald's Klassikerder exacten Wissenschaften verschenen. Men vindt er de terugkaatsing, breking en dubbele breking van het licht in verklaard met behulp van de golftheorie» Eene bespreking van deze theorie vindt men in bijna alle uitvoerige natuurkundeboeken, bijv. in de bekende boeken van H. A. Lorentz of J. Bosscha (bewerkt door R. Sissingh). Verder in Müller-Pouillet, Lehrbuch der Physik, deel II, waar ook de straling van het zwarte lichaam en de instrumenten, die voor de bepaling daarvan gebruikt worden, nader besproken worden. Deze laatste vindt men ook behandeld in de meeste boeken voor het meten van hooge temperaturen, bijv. in G. K. Burgess en H. Ie Chatelier: „Measurement of high temperatures" en F. Henning „Grundlagen, Methoden und Ergebnisse der Temperaturmessungen. Verder in het boek van v.u.b.-iv. 10 O. Lummer: „Grundlagen, Ziele und Grenzen der Leuchttechnik", waarin men vele der in dit boekje besproken kwesties terug kan vinden. De meest recente bepalingen der stralingsconstanten zijn van W. W. Coblentz, Buil. Bureau of Standards (13), 459, 1916, Scientific Papers Bureau of Standards n°. 357, 1920, en van E. Warburg en C. Muller, Ann. d. Phys. (48), 410, 1915, zie ook 't zelfde deel, blz. 1034. De hier gébruikte waarden zijn aan Warburg en Muller ondeend. Eene theoretische afleiding der stralingswetten vindt men bijv. in de boeken van M. Planck: „Vorlesungen über die Theorie der Warmestrahlung" en „Acht Vorlesungen über theoretische Physik", terwijl in de Nederlandsche taal onlangs de colleges van Prof. H. A. Lorentz pver stralingstheorie, bewerkt door Dr. A. D. Fokker, verschenen zijn. Deze laatste werken zijn echter slechts toegankelijk voor lezers, die de methoden der hoogere wiskunde beheerschen. Over het meten van de lichtsterkte der verschillende lampen kan men in Uitvoerige natuurkundeboeken eveneens nadere bijzonderheden vinden. Speciaal over fotometrie handelen de boeken van E. Liebenthal: „Praktische Photometrie" en Fr. Uppenborn: „Lehrbuch der Photometrie", bewerkt door B. Monasch. Ook in „Illuminating Engineering Practice", zie bij hoofdst. VII, is de fotometrie uitvoerig behandeld. ^ Van fundamenteel belang voor de fotometrie van lichtbronnen, die verschillend gekleurd licht uitzenden, zijn de onderzoekingen van H. E. Ives, Phil. Mag. (24) p. 149, 352, 744, 845 en 853, 1912, waarin hij nagaat, onder welke omstandigheden de verschillende methoden om licht van verschillende kleur te vergelijken, juiste resultaten opleveren. Verder H. E. Ives en E. F. Kingsbury, Trans. 111. Eng. Soc. (10), 203, 1915, waarin eene methode wordt aangegeven om gemaklijk personen uit te zoeken, wier oogen de normale gevoeligheid voor licht van verschillende kleuren bezitten. (Zie hierover ook: E. C.» Crittenden en F. K. Richtmyer, Buil. Bur. of Stand. (14), 87, 1918.) Van Ives stamt ook het meest uitvoerige onderzoek over de mogelijkheid om bij het fotometreeren het oog door physische instrumenten te vervangen. Zie bijv. H. E. Ives: „The photometric scale", Journ. of the Franklin Inst. Aug. 1919, p. 217, waar naar de voorafgaande onderzoekingen wordt verwezen. De metingen over de gevoeligheid van het oog van W. W. Coblentz en W. B. Emerson vindt men in Buil. Bur. of Stand. (14) 167, 1918. De hier gebruikte waarde van het mechanisch aequivalent van het licht werd door schrijver in samenwerking met den heer J. Scharp de Visser bepaald «(Versl. Kon. Ak. v. Wet. (20) Sept. 1917). In het laatst geciteerde artikel van Ives vindt men nog een voorstel voor eene rationeele een- heid van lichtsterkte. Ives stelt als zoodanig voor de lichtsterkte van 1 cM2. van een zwart lichaam, dat zich op de temperatuur van het platina-smeltpunt bevindt. Een ander voorstel, waaraan eveneens de lichtsterkte van het zwarte lichaam ten grondslag ligt, vindt men bij E. Warburg, (Verh. D. Phys. Ges (19). 3, 1917.) Over de allerhoogste tot nu toe in het laboratorium bereikte temperaturen geeft O. Lummer in „Verflüssigung der Kohle und Herstellung der Sonnen-temperatur" nadere bijzonderheden. Verder G. P. Luckey, Phys. Rev. (9), 129, 1917, en W. Mathiesen, E. T..Z. 549, 596, 1916. Methodes om de straling van niet zwart stralende lichamen te onderzoeken, vindt men bijv. bij C. E. Mendenhall, Astrophysical Journ. (33), 91, 1911, bij O. Lummer in het zooeven genoemde boekje, terwijl de geciteerde metingen over de emissie van wolfraam te vinden zijn bij A. G. Worthing, Phys. Rev. (10) 377, 1917, W. Weniger en A. H. Pfund, Journ. of the Franklin Inst. 354, 1917, en A Hulburt, Astrophysical Journ. (45), 149, 1917. Bij hoofdstuk III. De fabricatie der kooldraadlampen vindt men o.a. uitvoerig besproken in G. S. Ram: „The incandescent lamp and its manufacture ", of H. Weber: „Die electrischen Kohleglühfadenlampen", waarin gedeeltelijk ook de eigenschappen dezer REGISTER. A. absorptievermogen 11 Auer von Welsbach.. 2, 58 B. Bolton, W. von 59 booglamp 93 brandduur, meest economische 49 I booglampen 106 breking van het licht .. 118 Brodhun 28 c. Carcellamp 3 Coblentz 12, 22 contrast 129 Coolidge 3 D. Davy 1 diffuse doorlating 118 " reflectie 114 directe verlichting 138 doórlatingsvermogen .... 11 E. Edison 1, 58 eenheid van lichtsterkte . 25 electronen 05 Emerson 22 emissievermogen 9 F. fabricage der halfwattlampen 79 " kooldraadlampen 42 ' wolfraamdraad .. 61 * wolfraamlampen. 62 Fechner 129 Féry 21 fotometer 27 G. gemetalliseerde kooldraad 56 gemiddelde lichtsterkte.. 33 gloeiende kathode 97 golffheorie 5 H. half indirecte verlichting 138 halfwattlamp 77 Hanaman 59 Hefnerkaars 26 helderheid 114, 126 hemisferische lichtsterkte 37 huisverlichting 142 Huygens 5 I. indirecte verlichtiag.... 138 errata. Pag. 103, regel 2 van boven, staat: 1 (R + r), lees: I (R + r). // 103, » 5 » onder, » 1, " !• „ 103, " ' 5 | " 1 en, " ew. u 103, » 3 '/ « i' en, * ew. » 107, » 13 • boven, " meer, /' vaak. * 107, « 12 11 onder, » de spanning, lees: de spanning V. '0 121, regel 5 van boven, staat: I I ^ , 1 1 ü —- cos « = —- h, lees: —r- cos o = —— h. R» R* r1 r » 126, regel 5, 6 en 7 van boven, staat: r, lees: R. * 128, regel 6 van onder, staat: r R -, lees:' 1000 n 10000 7ï 128, regel 5 van onder, staat: blz. 125, lees: blz. 126. 128, 11 2 11 11 11 r = 0,65, '/ R = 0,65, 129, 11 3 » boven, staat: r, lees: R. 140, tabel XIII, 2e regel van onder „zoldering donker," staat: 25 97 Lummer 12, 28 lux **» M. mechanisch aequivalent van het licht 38 Mendenhall 21 meterkaars 112 millilambert • • "7 N. nuttig effect booglampen 108 n 11 lichtbronnen 39 11 11 verlichting 140 nuttige levensduur 49 Nutting 128 O. ooggevoeligheid voor kleur 22 ;/ voor helderheidsverschillen. •. 126 osmiumlamp 58 P. pentaanlamp 26 Planck 16 Pringsheim 12 R. Ramsay ■ • • °o Rayleigh 8° reflectie diffuse 114 n spiegelende.. • ■ 112 // vermogen .. 11, 114 regulateur booglamp... 104 Rousseau diagram 34 s. sferische lichtsterkte .... 33 Skaupy-. 66 spectrum ° spiegelende reflectie 112 stabiliteit van den lichtboog 102 Stefan-Boltzmann 14 straling van kool 51 // wolfraam 7° u wolfraamspiralen . 89 straling van zwart lichaam 14 soortelijke weerstand van kool 55' Swan 42 T. tantaallamp 59 temperatuur kooldraadlamp 52 11 wolfraamlamp 73 totaal straling 14 u. Ulbricht, bol van 37 V. verblinding 129 verbruik koolspitsen ... 104 verdamping in gasatmosfeer 81 verdamping kool 49 " wolfraam 64, 69 verlichting 111 » tabel 123 * systemen,,. 137 verschuivings wet 12 Violle-eenheid 26 w. Warburg 12 warmteafieiding in gas .. 84 Wien 14 wisselstroomboog 106 wolfraamlamp 59 Worthing 20, 70 z. zichtbaarheid der straling 21 zonlichtlamp 135 zwart lichaam 11,12 V.U.B, 4. — Holst, PLAAT IV, Fig. 36. V.U.B. 4. - Holst. PLAAT V. ^-0,5790 ^0,5770 ""-0,5461 —°.43S9 0,4078 .*S35 F'g- 37.