Οι λάμπες φθορισμού, αυτές οι μακριές λάμπες που βλέπεις σε γραφεία, σχολεία και καταστήματα, τρεμοπαίζουν γιατί ο τρόπος που παράγουν φως είναι άμεσα συνδεδεμένος με το εναλλασσόμενο ρεύμα του δικτύου.
Η κατασκευή και η λειτουργία της λάμπας φθορισμού
Για να καταλάβουμε το τρεμόπαιγμα, πρέπει πρώτα να δούμε πώς ανάβει μια τέτοια λάμπα. Η λάμπα φθορισμού αποτελείται κυρίως από έναν γυάλινο σωλήνα, συνήθως από βοριοπυριτικό γυαλί για αντοχή στη θερμότητα και τις χημικές αντιδράσεις. Εσωτερικά, ο σωλήνας είναι επικαλυμμένος με μια φωσφορίζουσα ουσία (φωσφόρος), ένα μείγμα από διάφορα άλατα μετάλλων που καθορίζουν το χρώμα του φωτός. Στα άκρα του σωλήνα βρίσκονται ηλεκτρόδια από βολφράμιο, επικαλυμμένα με υλικά που διευκολύνουν την εκπομπή ηλεκτρονίων. Μέσα στον σωλήνα υπάρχει ένα αδρανές αέριο, συνήθως αργόν, και μια μικρή ποσότητα υγρού υδραργύρου, ο οποίος κατά τη λειτουργία εξατμίζεται δημιουργώντας ατμούς υδραργύρου.
Όταν εφαρμόζεται τάση στα ηλεκτρόδια, αυτά εκπέμπουν ηλεκτρόνια που επιταχύνονται μέσα στο ηλεκτρικό πεδίο. Αυτά τα κινούμενα ηλεκτρόνια συγκρούονται με τα άτομα του αδρανούς αερίου και του υδραργύρου, προκαλώντας τον ιονισμό τους. Κατά τον ιονισμό, τα άτομα του υδραργύρου εκπέμπουν κυρίως υπεριώδη ακτινοβολία, η οποία δεν είναι ορατή στο ανθρώπινο μάτι. Αυτή η UV ακτινοβολία απορροφάται από τον φωσφόρο στην εσωτερική επιφάνεια του γυαλιού, ο οποίος με τη σειρά του μετατρέπει την ενέργεια σε ορατό φως, το οποίο βλέπουμε εμείς.
Το πρόβλημα με το τρεμόπαιγμα ξεκινάει από το εναλλασσόμενο ρεύμα που χρησιμοποιούμε. Στην Ελλάδα, όπως και στις περισσότερες ευρωπαϊκές χώρες, το ρεύμα αλλάζει κατεύθυνση 50 φορές το δευτερόλεπτο, δηλαδή έχει συχνότητα 50 Hertz. Αυτό σημαίνει ότι ο κύκλος του ρεύματος ολοκληρώνεται 50 φορές το δευτερόλεπτο. Κάθε φορά που το ρεύμα αλλάζει κατεύθυνση, περνάει από το μηδέν. Για ένα πολύ μικρό χρονικό διάστημα, το ηλεκτρικό πεδίο μέσα στη λάμπα εξασθενεί και η εκπομπή φωτός μειώνεται σημαντικά. Στις Ηνωμένες Πολιτείες, η συχνότητα είναι 60 Hertz, πράγμα που σημαίνει ότι το τρεμόπαιγμα συμβαίνει 120 φορές το δευτερόλεπτο εκεί.
Αν και η λάμπα φθορισμού δεν σβήνει εντελώς, η φωτεινότητά της πέφτει και ξαναανεβαίνει 100 φορές το δευτερόλεπτο στην Ευρώπη (δύο φορές για κάθε κύκλο των 50 Hertz). Αυτή η γρήγορη αυξομείωση της φωτεινότητας είναι αυτό που αντιλαμβανόμαστε ως τρεμόπαιγμα. Ενώ για τους περισσότερους ανθρώπους είναι ανεπαίσθητο ή απλά ενοχλητικό, για κάποιους μπορεί να προκαλέσει πονοκεφάλους, καταπόνηση των ματιών ή ακόμα και να επηρεάσει την αντίληψη της κίνησης, ειδικά σε χώρους με περιστρεφόμενα μηχανήματα, δημιουργώντας το φαινόμενο του στροβοσκοπίου.
Για να ελέγχεται το ρεύμα που περνάει μέσα στη λάμπα και να μην καεί, χρησιμοποιείται ένα εξάρτημα που λέγεται στραγγαλιστικό πηνίο, ή αλλιώς "μπαλαστ". Αυτό το εξάρτημα περιορίζει την ένταση του ρεύματος και εξασφαλίζει τη σωστή λειτουργία της λάμπας. Η βασική αρχή της λάμπας φθορισμού βασίζεται σε πειράματα του 19ου αιώνα με εκκενώσεις αερίων. Ωστόσο, η πρώτη εμπορικά βιώσιμη μορφή της, με τη χρήση φωσφόρου για τη μετατροπή της υπεριώδους ακτινοβολίας σε ορατό φως, αναπτύχθηκε από την General Electric και κυκλοφόρησε στην αγορά το 1938. Αυτή η μορφή ήταν που καθιέρωσε τη λάμπα φθορισμού όπως την ξέρουμε σήμερα, προσφέροντας μεγαλύτερη ενεργειακή απόδοση και διάρκεια ζωής σε σχέση με τις κοινές λάμπες πυράκτωσης της εποχής. Οι πιο σύγχρονες λάμπες φθορισμού χρησιμοποιούν ηλεκτρονικά στραγγαλιστικά πηνία, τα οποία λειτουργούν σε πολύ υψηλότερες συχνότητες, συνήθως 20.000 Hertz ή και παραπάνω. Σε αυτές τις συχνότητες, το τρεμόπαιγμα είναι πρακτικά μη ανιχνεύσιμο από το ανθρώπινο μάτι, καθώς η αλλαγή της φωτεινότητας γίνεται τόσο γρήγορα που ο εγκέφαλος την αντιλαμβάνεται ως σταθερό, συνεχές φως.
