Вольфрамовые лампы. Распределение спектральной энергии

Наряду с углеродными дуговыми лампами вольфрамовые лампы стали первыми источниками света, использующими электрическую энергию. Для нескольких поколений фотографов вольфрамовые лампы были единственным искусственным источником света. Фактическим излучателем света в вольфрамовых лампах является спиралевидная нить накаливания, изготовленная из специального тугоплавкого материала, например вольфрама (отсюда и название).

Электрический ток, проходя через нить накаливания, нагревает ее до свечения. Чтобы не допустить сгорания нити, в стеклянной колбе не должно быть кислорода. Это достигается выкачиванием из колбы воздуха и замещением его инертным газом или азотом. Чтобы нейтрализовать остаточный кислород обычно применяется так называемый газопоглотитель — осажденные из газовой фазы щелочные металлы или сплавы тория-алюминия-серебра, которые поглощают, разлагают или химически связывают остатки воздуха и водяного пара. Чем выше рабочая температура нити накаливания, тем более критичным становится удаление воздуха и остаточного кислорода из колбы.

Вольфрамовые лампы преобразуют в свет только порядка 4—8 % потребляемой мощности, остаток преобразуется в тепло.

Стандартные бытовые лампы. Колбы обычных бытовых ламп являются вакуумными, с частичным добавлением азота. Для ламп с малыми колбами используется инертный газ криптон. Цветовая температура бытовых ламп — около 2800 К, срок службы — порядка 1000 часов.

Фотографические лампы типа B. Эти лампы, мощностью 250, 500 и 1000 Ватт работают с небольшим перенапряжением, вырабатывая свет с цветовой температурой 3200 К. Колба заполняется азотом, который часто обозначается в названии (напр. Nitraphot). Срок службы — от 50 до 100 часов.

Фотографические лампы типа S. Альтернативный тип ламп, создававшийся для любительской киносъемки. Вырабатывает свет с еще более высокой цветовой температурой, до 3400 К. Перегруженный режим работы требует заполнения колбы инертным газом. Эти лампы известны также под названием «широкоизлучатели», их срок службы составляет от 2 до 15 часов. Существуют также лампы типа S с синим покрытием. Лаковое покрытие действует как преобразующий светофильтр, чтобы повысить цветовую температуру до 5500 К, что соответствует средней цветовой температуре дневного света.

Лампы для фотоувеличителей.Большинство ламп накаливания, предназначенных для использования в фотоувеличителе, являются лампами типа B с цветовой температурой 3200 К. По сравнению с обычными лампами у этих ламп увеличена площадь нити накаливания и стекло колбы более матовое. Срок службы таких ламп составляет 50—100 ч, в зависимости от того, как часто они включаются и выключаются.

В настоящее время в некоторых увеличителях используются вольфрамо-галоидные лампы. Их конструкция такая же, как и у обычных ламп с нормальным напряжением.

Низковольтные лампы. Низковольтные лампы, работающие от напряжения 6, 12 или 24 В почти исключительно предназначены для использования в качестве прожекторных ламп. Их конструкция такая же, как и у обычных ламп с нормальным напряжением.

Распределение спектральной энергии.Если рассматривать основные спектральные диапазоны, свет ламп накаливания содержит (очень грубо) 1 часть синего, 2 части зеленого и 3 части красного. Будучи тепловыми излучателями, лампы накаливания вырабатывают свет с непрерывным спектром, и в силу этого, в высшей степени пригодны для цветной фотографии. Чтобы обеспечить соответствие цветовой температуры цветовому балансу используемой фотопленки можно использовать преобразующие фильтры. К сожалению, вольфрамовые лампы обеспечивают заявленную цветовую температуру только в начале срока службы. Даже при использовании тугоплавкого вольфрама небольшой объем массы нити испаряется при рабочей температуре порядка 3000 °С. На более холодной стеклянной колбе появляется темный осадок.

При этом нить становится тоньше, а следовательно ее сопротивление — больше. По мере эксплуатации лампы, ее свет становится более слабым, а цветовой баланс смещается в сторону красного. Фотографическая лампа, которая в начале срока службы обеспечивает цветовой баланс 3200 К постепенно снижает его до примерно 2600 К. Такое поведение ламп накаливания делает их ненадежным источником света для цветной фотографии, и заставляет фотографа периодически измерять спектральное распределение цветовым термометром. Потеря синей части спектра приводит к необходимости применения светофильтров, компенсирующих недостаток синего.