Зачем в лампочке спираль — и почему она светится

Лампочка накаливания — символ света, идеи и прогресса. Но главная её часть — крошечная спираль внутри колбы. Именно она светится, когда включаешь свет. Почему именно спираль? Почему она не сгорает сразу? И как работает этот, казалось бы, устаревший, но всё ещё живой источник света?

Как устроена лампа накаливания
Внутри стеклянной колбы находится тонкая металлическая нить, закрученная в спираль. Чаще всего это вольфрам, металл, выдерживающий температуру до 3400°C. Когда ты включаешь лампу, по спирали начинает идти электрический ток, и вольфрам нагревается до белого каления.

Именно раскалённый металл испускает свет — по законам теплового излучения. Чем горячее тело, тем ярче и белее его свечение. Так свет появляется не от огня, не от пламени, а от температурного накала.

Почему спираль?
Увеличение длины нити при компактности: длинная прямая нить не поместилась бы в лампе.
Равномерное распределение тепла: спираль быстрее и эффективнее прогревается по всей длине.
Снижение теплопотерь: плотная спираль замедляет теплоотдачу, делая лампу более энергоэффективной.
Спираль — это инженерный способ уместить максимум светящегося металла в минимальном объёме.

Почему спираль не горит?
В лампе нет воздуха, точнее, в ней либо вакуум, либо инертный газ (например, аргон). Это нужно, чтобы вольфрам не окислялся и не сгорал при высоких температурах. Без этой защиты он бы вспыхнул, как бумага, при первой подаче тока.

Но даже так, со временем атомы вольфрама испаряются, оседают на стенках колбы, и лампа перегорает.

Что это даёт нам
Хотя лампы накаливания сегодня уступили место светодиодам и люминесцентным моделям, они:

Не боятся скачков напряжения
Мгновенно загораются
Даже после перегорания — визуально показывают, что сгорела спираль
А главное — они продолжают быть наглядным примером физики тепла и электричества в быту.