Ampulü ‘Gerçekte’ Kim İcat Etti?

Genel kanı olarak ampulü hep Thomas Edison’un icat ettiği biliniyor. Ancak gerçek aslında çok farklı. Tarihin tozlu sayfalarına bakıldığında, ampulün benzer tarih aralıklarında birçok kişi tarafından icat edildiği ortaya çıkıyor. Günümüzde teknolojik cihazlar ve evimizi aydınlatmak için kullandığımız ampuller sayesinde birçok işimizi oldukça kolay bir şekilde çözümleyebiliyoruz. Ampulün patenti 1879 yılında alınmış olsa da ampul aslında 1800’lü yılların başlarında bulundu. Gelin ampulün tarihini yakında inceleyelim.

Ampul Nedir?

Ampul, elektrik akımıyla temas ettiğinde akkor durumuna gelerek ışık yayan, içinde argon gazı bulunan, armut biçimli cam şişedir. Ampulün içinde çok ince biçimde tasarlanmış filaman adı verilen, genelde tungsten metalinden yapılmış, iki ince destek çubuğu ile tutulmakta olan bir tel bulunur. 

Bu telden geçen elektrik akımı bu teli aşırı derecede ısıtır (yaklaşık 3000 °C) ve sonuç olarak tel ışık yaymaya başlar. Ampul, Humphry Davy tarafından icat edilmiştir, fakat Edison tarafından geliştirilerek günümüzdeki çalışma prensibini benimsemiştir. Şu an günümüzdeki ampullerin kimileri 2 yıl, kimileri 8 yıl dayanabilir. 

Ampul Nasıl Çalışır?

Bilindiği üzere bir metal parçasının üzerinden elektrik akımı geçtiğinde, metal parçası bu akıma direnç gösterir. Hatta bu direnç sonucunda ısı açığa çıkar. Ampul de bu prensibe göre çalışır diyebiliriz.

Ampuldeki cam koruyucunun içinde filaman adı verilen metalden bir tel bulunur; bu metal iki destek çubuğu tarafından sabit tutulmaktadır. Filamandan geçen elektrik akımı bu metal teli ısıtır, bu ısı sonucunda ampul etrafına ışık saçar.

Filamanın çok yüksek sıcaklıklara karşı dayanıklı olması gerekir, yoksa eriyebilir ya da incelip kopabilir. Bugün kullandığımız ampullerdeki filamanlar 3410°C’lik erime noktasına sahiptir, bu anlamda dayanıklı olduklarını söyleyebiliriz.

Şunu da belirtmemiz gerekir; filamanın oksijen gazı ile reaksiyona girip yanmaması için ampulün içindeki oksijen boşaltılır ve yerine çoğunlukla soy gazlar doldurulur.

Ampulün Tarihi

İlk akkor lambalarda kullanılan filamanlar çalıştırıldıkça hızla yok olduğu için, en fazla 1 günlük bir çalışma ömrüne sahipti. Cam ampuller vakumlanarak, kararlı gazların da eklenmesi ile performansları artırıldı ve akkor lambaların ömrü 1 yıla çıkarıldı.

1901’de Peter Hewitt, mavimsi beyaz ışık yayan civalı buhar lambasını tanıttı. Sonra sodyum buharı kullanarak daha fazla ışık veren lamba icat edildi. 1906’da Willies Whitney, filamanı yanma ve korlanmadan korumak için metal kaplama ve karbon filaman kullandı.

1910 yılında, William Coolidge, dayanıklı tungsten filamanı icat etti. Akkor lambada ışımayı sağlaması için platin, bambu, karbon denemeleri üzerine, sonra daha dayanıklı olan tungstene geçilmişti.

Floresan lamba kendini, ilk kez 1937 yılında New York Dünya Fuarı’nda gösterdi. 1940’larla birlikte yumuşak akkor ampuller, 1950’lerle birlikte ise halojen lamba bulundu.

Tüm bu süreçler olgunlaştı, tamamlandı ve şimdi, ilk olarak 1907’de icat edilen LED’ler, yani Işık Yayan Diyot’lar günümüzün en popüler ışık kaynakları olarak önümüzdeler. 

OLED ve AMOLED gibi versiyonları ile bugünün teknoloji dünyasını şekillendiren LED ışıklar, aslında 1960’lı yıllardan beri kullanılmaktadır. General Electric'te çalışan Amerikalı bilim insanı Nick Holonyak, lazer çalışmaları yaparken yanlışlıkla LED ışığı keşfetti. Elektrik akımının maruz kaldığı zaman yarı iletkenlerin ışık yaydığı aslında 20. yüzyılın başından beri biliniyordu ancak Holonyak bunun patentini alan ilk kişidir.

LED ışıklara yıllar içinde sarı ve yeşil renkler eklendi. Japon - Amerikalı bilim insanları Isamu Akasaki, Hiroshi Amano ve Shuji Nakamura 1990’lı yıllarda mavi LED’i keşfettiler. Mavi LED ışığın diyotları fosforlar kaplanınca beyaz LED ışık elde edilir, bu nedenle icat son derece önemlidir. Üç bilim insanı bu çalışmaları nedeniyle 2014 yılında Nobel Fizik Ödülü'ne layık görüldüler.

Günümüzde artık Phillips, Stack, Tesla gibi şirketler ve NASA gibi kurumlar LED ışıkları baz alarak çok daha gelişmiş aydınlatma teknolojilerine imza atıyorlar. Milyonlarca farklı renk yayan ampuller, uzaktan kontrol edilenler ve hatta kendi kendine ortam aydınlatmasını sezen ampuller bile var.

 

Ampulü Kim İcat Etti?

İnsanlık tarihindeki ilk çalışabilen (ama çok da işlevsel olmayan) ampulün icadı 1800 yılında İtalyan mucit Alessandro Volta'ya kadar gitmektedir. Evet, ‘voltaj’ ya da ‘volt’ olarak bildiğiniz elektrik potansiyeline ismini veren ünlü bilim insanı... Volta, hareketli çinko ve bakır diskleri kullanarak ilk akkor lambayı üretmeyi başarmıştır. Ancak Volta bu konunun üzerine daha fazla gitmemiştir. Daha ziyade, bugün ‘batarya’ veya ‘pil’ olarak bildiğimiz cihazları üretme yolunu seçmiştir.

Ondan sonra, İngiliz mucit Humphrey Davy gelmektedir. Davy, 1802 tarihinde, insanlık tarihinin ilk işlevsel ampulünü üretmeyi başarmıştır. Volta'nın pillerini kullanan Davy, kömürden elektrotlar yoluyla ilk akkor lambayı üretmiştir. Ne yazık ki bu da ticari olarak kullanılabilecek kadar işlevsel bir lamba değildir. Çünkü çok hızlı bir şekilde sönmekteydi. Yine de Davy'nin tasarımları, 1800'lere damgasını vuran ampul tasarımları olmuştur.

1840 yılında, yine İngiliz olan mucit Warren de la Rue'den bahsetmeden ampul tarihi tamamlanmış olmaz. Tarihin ilk verimli ampulünü üreten Rue, platinyum gibi aşırı pahalı bir malzemeye başvurmak zorunda kalmıştır. Bu nedenle asla ticari başarı kazanamamıştır.

1848 yılında İngiliz mucit William Staite, Davy'nin tasarımlarını daha da verimli hale getirerek Rue'ya rakip olmuştur. Ancak bataryaya ihtiyaç duyuyor olması, bu tasarımları da asla ticari başarıya ulaştıramamıştır.

Tüm bu sorunları çözen... Hayır, Edison değil. Hayır, Tesla da değil... 1850 yılında Joseph Swan isimli İngiliz kimyager olmuştur. Karbonize kağıt filamentleri kullananan Swan, kendisinden önceki ampullerin ömrünü dikkate değer bir miktarda uzatmıştır. Ancak Swan'ın sıkıntısı da vakum pompası kullanmasıydı. O zamanlarda vakum pompaları öylesine verimsizdi ki, genel ampul verimliliği halen çok düşük kalmaktaydı. O nedenle Swan da, ‘ampulün babası’ olamadı.

Aslında Charles Francis Brush'ın yüksek kaliteli vakum pompaları, Swan'a katkı sağlayacaktı. Ancak Brush, kendi lambalarını üretme yolunu seçti. Öylesine parlak lambalar üretti ki, sokak lambaları gibi yüksek ışık miktarı gerektiren yerlerde tasarımları kullanılmaya başladı. Brush, tasarımlarında dinamolar (elektrik jeneratörleri) kullanıyordu. Tıpkı Edison'un yapacağı gibi... Dolayısıyla Brush, ‘ampulün babası’ olmaya çok yaklaştı.

1874 yılında Kanadalı mucitler Henry Woodward ve Matthew Evans elektrik lambasının patentine başvurdular. Tasarımları, azot dolu bir kap içerisindeki elektrotlar arasında tutulan çeşitli boyutlardaki karbon çubuklara dayanıyordu. İkili, tarihin ilk ticari lambalarını üretmişlerdi üretmesine... Ancak seslerini kimseye duyuramadılar.

Edison'ın Parlaması

İşte 1879 yılında Edison bombasını patlatan da bu oldu. Menlo Park'taki laboratuvarlarında çalışmalar yürüten Edison, karbon filamentler kullanan ilk ticari başarıya sahip elektrik lambalarının patentine başvurdu. Edison, hayatının önemli bir bölümünü lambalarında kullanılabilecek en iyi filamenti bulmaya ayırdı. Bu araştırmalar sırasında 6 binden fazla deneme yaptı.

1879'un ilerleyen aylarında patent Edison'a verildi. Aynı zamanlarda Edison, en iyi filamentin karbonize bambu filamenti olduğunu keşfetti. Bu filament, 1200 saatten uzun yanabiliyordu. 1900'lü yıllardaki ek geliştirmelere kadar, Dünya'nın hemen her yerinde Edison'un lambaları ve bambu filamentleri kullanıldı.

Sonradan, General Electric'ten William David Coolidge'in çalışmalarıyla tungsten filamentler geliştirildi. Bunlar, ampulün ömrünü ciddi miktarda arttırsa da üretilmeleri o zamanlarda çok zordu. Ancak tungsten, günümüzde halen ana ampul filamenti malzemesidir.

Edison'ın başarılı, pratik ve uzun süre yanan ampulleri, Edison için müthiş bir üne ve başarıya neden oldu. Tesla'nın maddi kaynakları arasında bulunan J.P. Morgan'ın ve diğer önemli yatırımcıların katkılarıyla kurulan Edison Elektrik Aydınlatma Firması, Dünya'nın en popüler, başarılı ve zengin firmaları arasına girdi.

Günümüzde bu ampuller yavaş yavaş ölmektedir. Daha ziyade, Tesla'nın da üzerinde uzun yıllar çalıştığı florasanlar (özellikle CFL teknolojisi) ve LED lambalar baskın ışık teknolojileri haline gelmektedir. 

Ancak ne olursa olsun, ampulün mucidi Thomas Edison değildir. Ampulü pratik kılan, Thomas Edison'dır. Bu zorlu yolda sırf Edison'ı anıp, diğer kıymetli mucitlere yer vermemek haksızlık olacaktır.