AHA!
Ohne diese kleine aber geniale Erfindung wären die langen Winternächte um einiges dunkler. (Bild: Shutterstock)
WARUM LEUCHTEN GLÜHBIRNEN?
Die Energie des elektrischen Stroms wird im Glühdraht der Glühbirne in Strahlung umgewandelt und als Licht und Wärme in die Umgebung abgegeben.
Glühbirnen gibt es in allen möglichen Grössen und Formen. Für Maschinen braucht man zum Beispiel kleine, farbige Glühlämpchen, zur Beleuchtung eines Raums eher grosse, durchsichtige Glühbirnen. Auch das Vorderlicht der Autos wird mit winzigen Glühbirnen erzeugt. Allen gemeinsam ist ein kleiner, dünner Draht im Inneren der Birne, der für das Leuchten sorgt.
Ein Stromfluss bringt den Draht zum Glühen
Schliesst man die Glühbirne an eine Stromquelle an, wird der Strom durch zwei dicke Zuleitungsdrähte zum Glühdraht in der Mitte der Glühbirne geleitet. Der Draht in der Mitte ist sehr fein. Der Strom muss sich regelrecht durch diese enge Stelle zwängen. Die so entstehende Reibung macht den Draht extrem heiss (fast 2500 Grad Celsius) und bringt ihn zum Glühen.
Die Zusammensetzung des Glühdraht macht’s
Man kann viele Stoffe zum Glühen bringen, aber leuchten tun sie deshalb noch lange nicht. Wir Menschen nehmen Licht nur dann wahr, wenn es in einer bestimmten Wellenlänge strahlt. Damit der Glühdraht in der Glühbirne nicht bloss glüht, sondern auch leuchtet und sichtbares Licht abstrahlt, muss der Draht aus speziellen Stoffen hergestellt sein.
Frühere Glühlampen bestanden hauptsächlich aus Kohle, Tantal oder Osmium. Heutzutage sind die Glühdrähte vor allem aus dem Element Wolfram gemacht. Werden Glühdrähte aus diesen Stoffen stark erhitzt, geben sie vor allem Licht und etwas Wärme ab.
Nach langem Gebrauch geht die Glühbirne kaputt
Wenn nach langem Gebrauch die Glühbirne kaputt geht, liegt das meist an einem gerissenen Glühdraht. Denn durch die grosse Hitze schmilzt irgendwann das Metall des Drahts an einer schwachen Stelle und der Draht reisst.
Aussen die zwei Zuleitungsdrähte, oben der Glühdraht. Zwei stromlose Drähte in der Mitte halten den Glühdraht. (Bild: Wikimedia Commons)
Gas hält den Glühdraht am Leben
Und noch etwas ist wichtig für das Funktionieren einer Glühbirne: Das Glasgehäuse um die Drähte. Es enthält keine Luft, sondern andere Gase, z.B. Stickstoff oder Argon. Denn der Glühdraht würde ganz schnell verbrennen, wenn er mit Luft in Kontakt käme. Eine mit Stickstoff oder Argon gefüllte Glühbirne brennt zwischen 750 und 1000 Stunden bis der Glühdraht so weit "kaputtgeglüht", dass er reißt – und kein Strom mehr fliesst.
Früher, als man in den Glühbirnen noch keinen grossen Druck mit Gas erzeugen konnte, verdampfte das Metall viel schneller und es bildete sich eine dunkle Schicht an der Glaskolbeninnenseite, die das Licht abschwächte. So eine Glühbirne brauchte für die gleiche Lichtstärke zehn Mal mehr Strom als moderne Glühbirnen.
Und wer hat’s erfunden?
Erfunden wurde die Glühbirne, so wie wir sie heute kennen, vom Amerikaner Thomas Edison Ende des 19. Jahrhunderts. Er war es auch, der die Glühbirnen verbreitete und das Verlegen von Stromleitungen in die Häuser von Amerikas Großstädten vorantrieb. Zu dieser Zeit hatte man Licht meist noch mit Gaslampen erzeugt. Diese wurden dann im Laufe der Jahrzehnte auf der ganzen Welt durch Glühlampen ersetzt.
Heute werden Glühlampen vermehrt durch andere Lampen abgelöst, zum Beispiel durch Halogenlampen oder Leuchtstoffröhren. Die klassischen Glühbirnen verbrauchen nämlich unheimlich viel Strom. Sie geben viel Energie in Form von Hitze ab, die somit nicht für die Lichtgewinnung genutzt werden kann. Schliesslich macht man das Licht nicht an um zu heizen, sondern um besser sehen zu können! Außerdem halten die neuen Lampen meist länger als herkömmliche Glühlampen.
Quelle: Redaktion simplyscience.ch