Le lampadine a incandescenza standard funzionano oggi essenzialmente nello stesso modo in cui funzionavano al momento della loro invenzione più di cento anni fa. Thomas Edison è generalmente accreditato per aver inventato la lampadina nel 1879, sebbene Sir Joseph Swan d’Inghilterra arrivò all’idea nel 1878. Molti inventori dell’epoca stavano tentando di creare una fonte di luce per sostituire le candele e le lampade a olio che non erano solo pericolose, ma sporco. All’inizio del secolo milioni di famiglie avevano sostituito il fuoco e l’olio con l’umile lampadina elettrica.
Al livello più elementare, le lampadine funzionano eccitando gli atomi che rilasciano fotoni di luce. Tuttavia, non tutti i fotoni emettono luce visibile. Infatti, la maggior parte della radiazione viene emessa sotto forma di calore piuttosto che di luce visibile. Per questo motivo le lampadine non sono generatori di luce molto efficienti per gli standard odierni.
La lampadina moderna è una sottile camera di vetro piena di gas inerti, solitamente argon. Due aste metalliche si estendono verso l’alto nella camera dai contatti alla base del bulbo. Un filamento di tungsteno collega le aste. Il tungsteno è un elemento chiave delle lampadine perché ha una temperatura di fusione molto elevata. Quando l’elettricità viene applicata al bulbo, passa attraverso i contatti, le aste e il filamento di collegamento, eccitando gli atomi nel tungsteno che generano fotoni.
Gli atomi eccitati vibrano. Nel tempo, il filamento di tungsteno si indebolisce quando i singoli atomi vibrano liberi dal filamento. Questa è un’area in cui è stato fatto un miglioramento nel modo in cui funzionano le lampadine. Le lampadine non contenevano originariamente gas inerti, ma il vuoto che non faceva nulla per impedire al filamento di perdere atomi. I gas inerti aiutano a prolungare la vita del filamento fornendo atomi “paraurti” per aiutare a respingere gli atomi nel filamento mentre fuoriescono. Il modo in cui funzionano le lampadine ora è leggermente più efficiente rispetto al design dell’aspirapolvere originale.
Le luci fluorescenti hanno un design diverso che è più efficiente del modo in cui funzionano le lampadine. L’elettricità carica il vapore di mercurio all’interno del bulbo tubolare, che a sua volta eccita gli atomi di fosforo che emettono luce bianca. Le luci fluorescenti sono più fredde, consumano meno energia e durano più a lungo delle lampadine a incandescenza. Tuttavia, alcune persone trovano difficile l’illuminazione fluorescente. L’illuminazione fluorescente tremolante può anche potenzialmente scatenare attacchi negli epilettici.