Zdroje světla

Světlo vyzařuje mnoho nejrůznějších těles. Slunce, elektrické žárovky či ohňostroj jsou žhavé zdroje světla, to znamená, že září, protože jsou horké. Ale všechny zdroje světla takové nejsou. Na těle některých ryb žijících ve velkých mořských hloubkách jsou zářivé skvrny, které nevznikají v důsledku tepla, ale díky přítomnosti určitých chemických látek. všechny studené zdroje tepla včetně fluorescenčních se jmenují luminiscenční.

Flourescenční světlo

V elektrické žárovce se zbytečně mnoho energie přeměňuje na teplo. Fluorescenční trubice (zářivky) jsou chladnější a hospodárnější. Když jejich plynovou náplní prochází proud, atomy plynnu produkjují neviditelné.

Žárovka

Uprostřed každé elektrické žárovky je tenounký wolframový drátek v podobě spirály. Když jím prochází proud, ohřeje se natolik, že se rozžhaví do běla. Zdrojem světla je právě toto jasně zířící vlákno žárovky. Obyčejná žárovka se dosud často používá v domácnostech a je také základem většiny přenosných svítidel. V automobilových světlometech nebo v domácnostech, když má být světlo soustředěno do jednoho místa, se často využívají halogenové žárovky. Mezi hlavní výhody žárovky jako světelného zdroje patří vysoce automatizovaná výroba, vynikající podání barev, možnost přímého napájení z elektrické sítě, absence zdraví škodlivých látek. Mezi nevýhody patří především nízká účinnost a měrný výkon (kolem 10-15 lm/W), krátký život, velký pokles světelného toku v průběhu života a velká závislost parametrů na napájecím napětím. Klasické žárovky mají baňku obvykle z měkkého sodno-vápenatého skla. Vnitřní prostor baňky je vyčerpán a je obvykle plněn dusíkem (někdy s příměsí argonu či kryptonu).

Sluneční záření

Slunce je je obrovská koule žhavých plynů, z nich zhruba tři čtvrtiny tvočí vodík a čtvrtinu hélium s nepatrnýmmi stopami jiných prvků. Uvnitř jeho žhavého jádra s vysokou hustotou tlačí gravitace vodíková jádra těsně k sobě. Dochází k jaderným reakcím, při nichž vzniká hélium a uvolňuje se obrovská tepelná a světelná energie.

Záření plazmatu

Plazma existuje ve vesmíru v různých, často velmi odlišných formách. S plazmatem se můžeme setkat například ve formě blesku, polární záře, uvnitř zářivek a tzv. neonů, plazma tvoří také konvenční hvězdy, sluneční vítr, či mlhoviny. Parametry plazmatu v těchto formách se liší o mnoho řádů.

Blesk

Blesk je silný přírodní elektrostatický výboj (electrostatic discharge – ESD) produkovaný během bouřky. Bleskový elektrický výboj je provázen emisí světla. Elektřina procházející kanály výboje rychle zahřívá okolní vzduch, který díky expanzi produkuje charakteristický zvuk hromu. Při úderu blesku dochází při napětí i několik miliard voltů a k přenosu proudu až o hodnotě 100 000 ampérů.

Zářivka

Zářivka je nízkotlaká výbojka, která se používá jako zdroj světla. Tvoří ji zářivkové těleso, jehož základem je nejčastěji dlouhá skleněná trubice se žhavícími elektrodami, naplněná rtuťovými parami a argonem. V nich nastává doutnavý výboj, který ale září v neviditelné ultrafialové oblasti. Toto záření dopadá na stěny trubice, které jsou obvykle pokryty luminoforem. Tato látka absorbuje ultrafialové záření a sama září ve viditelné oblasti. Zářivka tak svítí.

Polární záře

Polární záře je souhrnný název pro světelné úkazy nastávající ve vysoké atmosféře ve výškách od 80 do 1000 km, nejčastěji kolem 100 km (v ionosféře – oblast vysoké koncentrace iontů a volných elektronů). Běžně se vyskytují v polárních oblastech (jižní záře – „aurora australis“, severní záře – „aurora borealis“), zatímco ve středních zeměpisných šířkách a zejména v tropech jen výjimečně. Průběh jedné polární záře by se dal ve stručnosti popsat asi takto: Na Slunci vznikají vlivem nerovností v magnetickém poli sluneční skvrny. U těchto skvrn vznikne jedna masivní protuberance (erupce). Mrak částic slunečního větru tvořený protony, elektrony a alfa částicemi letí vesmírem (rychlostí řádově 0,1% rychlosti světla) a pokud se na své cestě setká s magnetickým polem země, tak ho ono pole většinu odrazí dál do vesmíru, ale část ho zachytí a stáčí po spirálách směrem k magnetickým pólům země. Tam sluneční vítr interaguje s atmosférou a vzniká polární záře.

Laser a maser

Laser (z anglického Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, tj. 'zesilování světla stimulovanou emisí záření') je optický zdroj elektromagnetického záření tj. světla v širším smyslu. Světlo je z laseru vyzařováno ve formě úzkého svazku; na rozdíl od světla přirozených zdrojů je koherentní a monochromatické. Princip laseru využívá zákonů kvantové mechaniky a termodynamiky. Činnost laseru je založena na principu indukované emise, který Albert Einstein předpověděl již v roce 1916. Talentovaný anglický fyzik Paul Adrien Maurice Dirac provedl koncem 20. let ještě detailnější matematickou analýzu kvantové teorie záření a dále rozvinul Einsteinovy myšlenky. Avšak teprve v roce 1958 provedl Charles Hard Towens (pozdější nositel Nobelovy ceny za fyziku) se svými spolupracovníky správné výpočty, které umožnily tuto myšlenku realizovat. Koncem roku 1959 se začala pozornost vědců obracet k rubínu, jednomu z nejušlechtilejších drahých kamenů. Vědce však zajímalo to, že rubín jeví fotoluminiscenci. V létě roku 1960 americký fyzik T. Maiman vyleštil koncové stěny krystalu umělého rubínu a opatřil je vrstvičkou stříbra (ve funkci zrcadla). Po ozáření krystalu zeleným světlem pronikl jedním ze zrcadel červený paprsek laserového světla. Maiman stal se tak tvůrcem prvního - byť nedokonalého - laseru. Většina laserů s kterými se běžně setkáváme, jsou lasery malého výkonu pracující kontinuálně (spojitě, nepřetržitě). Od běžných laserových ukazovátek, přes laserové tiskárny, kopírky nebo CD-ROM mechaniky až k laserovým efektům známým  z rockových koncertů. Také při přenosu informací se používají lasery pracující v nepřetržitém režimu. Bohužel si laser našel velmi rychle cestu i v oblasti vojenské (navádění střel a bomb) a špionážní (laserový mikrofon).


Maser (z anglického "Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation", tj. zesilování mikrovln pomocí stimulované emise záření) je zařízení zesilující a generující (mikrovlnné) koherentní elektromagnetické záření na základě stimulované emise, tedy na stejném principu jako laser. Maser je často označován za předchůdce laseru. Uplatnění nachází mimo jiné jako bezšumový zesilovač signálu v radioteleskopech či druh atomových hodin.


Světlo LED diody

Jsou mnohonásobně úspornější než jakékoliv konvenční světelné zdroje, jejich předpokládaná životnost je až sto tisíc hodin, vyrábí se v různých barvách a jsou velice kompaktní. To vše jsou důvody neustále stoupající obliby využití LED diod k všeobecnému osvětlování. V souvislosti s hledáním nových technologií v osvětlování se stále častěji skloňuje pojem LED dioda. Označení LED pochází z názvu Light Emitting Diode (světlo emitující dioda). Tento vysoce efektivní výbojový světelný zdroj funguje na principu polovodičových destiček, které přetvářejí elektrický proud přímo na světlo. LED diody tak mohou být velice malé a přitom dosahují poměrně vysokého výkonu. Výrobci udávají, že LED diody vydrží svítit 50 ža 100 tisíc hodin, což odpovídá přibližně 10 letům nepřetržitého svícení. To je asi 100krát déle, než vydrží běžná žárovka, která je navíc mnohem náročnější na spotřebu elektrické energie. Pro srovnání žárovka má výkon 60 W, a jedna LED kolem 0,07 W. V reálných aplikacích je většinou nutné použít více standardních LED, svítidla pak mají celkový výkon většinou do 10 W. Jednou z největších předností LED je fakt, že existují v různých barvách. Nejčastěji to je bílá, modrá, červená, zelená a žlutá. Vzhledem k tomu, že diody lze plynule tlumit či zesvětlovat, při kombinaci diod červené, zelené a modré, je možné míchat barvy v režimu RGB naprosto libovolně. Ke svítidlům jsou dodávány digitální ovladače s předvolenými funkcemi různých barevných přechodů a efektů, které je většinou dále možné měnit. Svítidla na bázi LED diod lze s využitím jejich individuální adresovatelnosti spojovat do libovolných osvětlovacích systémů a centrálně řídit pomocí PC rozhraní (Wifi, USB apod), které nabízí plnou programovatelnost. V osvětlovaných prostorách tak lze pohodlně vytvořit jakoukoliv ambientní atmosféru.


Plynové výbojky

Výbojka je obvykle uzavřená trubice, naplněná směsí různých par a plynů, podle typu výbojky. Do této trubice zasahují z vnějšího prostředí dvě nebo více elektrod, které umožňují zavedení elektrického proudu do plynové náplně. Hlavní využití výbojek je přeměna elektrické energie na světlo. Podle tlaku plynové náplně výbojky dělíme na vysokotlaké (sodíkové, rtuťové, halogenidové,…) a nízkotlaké (rtuťové, sodíkové). Vlastní těleso výbojky může být ze skla, korundu a podobných materiálů. Mezi výbojky se obvykle řadí i tzv. obloukové lampy. Samotné těleso osvětlovacích výbojek bývá často umístěno v baňce, buď pokryté luminoforem, nebo čiré. Baňka bývá plněna inertní atmosférou, nebo vakuovaná, pro snížení tepelných ztrát. Rtuťové nízkotlaké výbojky se obvykle označují jako zářivky.