灯塔光源的发展

apple-system-font, BlinkMacSystemFont, &quot">前一篇文章整理了灯塔的发展史，这一篇我们来了解下灯塔光源的发展历史。相对于塔而言，灯塔所用的灯才是最核心的部分。

传统的灯塔所用的光源是动植物油脂，西方世界捕猎了大量的鲸熬制鲸油用来照明，后来用菜籽油代替鲸油作为燃料。19世纪50年代中期，又以猪油替代。19世纪70年代开始，煤油逐渐开始取代猪油，至80年代末完成了全部替换。

在新贝德福德捕鲸博物馆（美国马萨诸塞州）展出的瓶子和一罐鲸油。（图片来源：Wikipedia）

1782年，艾米.阿尔冈发明了用一个玻璃管罩住火焰，通过这种灯管，火焰的亮度提升6-7倍。光源稳定后，工程师们又把火源后边的镜子换成了火源前方的凸透镜，这样投送的距离就更远了。但是巨大的凸透镜制作成本更高，也很重，驱动它的机械结构更沉，有些小灯塔很难承载这个负荷。1800年，法国物理学家奥古斯汀.菲涅尔发明了菲涅尔透镜。这种透镜保留了凸透镜折射平行光的性能，又极大的降低了结构重量和制作成本，从此成为了灯塔、以及以后的相机闪光灯的标配。

菲涅尔透镜和常规凸透镜对比（图片来源于百度百科）

一个标准的菲涅尔透镜灯罩（图片来源于百度百科）

19世纪后半叶，人们发现了乙炔这种气体可以发出极为白亮的光，但是乙炔非常容易爆炸。瑞典发明家尼尔斯·古斯塔夫·达伦通过把乙炔溶解在丙酮里，然后高压灌注到一种内部呈微孔状结构的特殊储气罐里，解决了这个问题。达伦还发明了日光开关，在没有传感器的那个年代，他利用热胀冷缩的原理，将被漆成黑色的金属棒安装在真空玻璃管，阳光照射后膨胀，挤压杠杆关闭气体开关，在夜晚或阴雨天金属棒收缩，杠杆随即打开气体开关并自动点火。

有了达伦的这三个发明，远洋灯塔就完全不需要工人常驻值守，原来巨量的燃料消耗也急剧下跌了97%！灯塔可以建的更小（不需要建工人住所和配套设施），维护成本可以降得更低（不需要频繁补充燃料，不需要支付工人工资）。1907年，瑞典的一个远洋灯塔的建造成本从20万克朗下降到了9000克朗，一年的维修费用从2万5千克朗下降到了60克朗。

在此后的一百多年里，灯塔的光源又发生了几次变化，比如用了电弧光灯，以及用更敏锐的传感器替代了达伦的日光开关，还有的灯塔利用控制开关控制自己灯光的频闪频率，创造出属于自己灯塔的独特“指纹”，这样在有多个灯塔海域，船只可以通过特定的频率辨认出自己看到的是哪座灯塔。当然，虽然灯塔技术以及日趋完善和成熟，但新的导航技术也在发展，比如GPS，AIS和雷达之类的，灯塔发挥的作用越来越有限，有些老灯塔逐步被废弃，现在新建的灯塔也越来越少了。

图为大连浪漫的星海湾灯塔

以上内容整理自网络

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传统的灯塔所用的光源是动植物油脂，西方世界捕猎了大量的鲸熬制鲸油用来照明，后来用菜籽油代替鲸油作为燃料。19世纪50年代中期，又以猪油替代。19世纪70年代开始，煤油逐渐开始取代猪油，至80年代末完成了全部替换。

在新贝德福德捕鲸博物馆（美国马萨诸塞州）展出的瓶子和一罐鲸油。（图片来源：Wikipedia）

1782年，艾米.阿尔冈发明了用一个玻璃管罩住火焰，通过这种灯管，火焰的亮度提升6-7倍。光源稳定后，工程师们又把火源后边的镜子换成了火源前方的凸透镜，这样投送的距离就更远了。但是巨大的凸透镜制作成本更高，也很重，驱动它的机械结构更沉，有些小灯塔很难承载这个负荷。1800年，法国物理学家奥古斯汀.菲涅尔发明了菲涅尔透镜。这种透镜保留了凸透镜折射平行光的性能，又极大的降低了结构重量和制作成本，从此成为了灯塔、以及以后的相机闪光灯的标配。

菲涅尔透镜和常规凸透镜对比（图片来源于百度百科）

一个标准的菲涅尔透镜灯罩（图片来源于百度百科）

19世纪后半叶，人们发现了乙炔这种气体可以发出极为白亮的光，但是乙炔非常容易爆炸。瑞典发明家尼尔斯·古斯塔夫·达伦通过把乙炔溶解在丙酮里，然后高压灌注到一种内部呈微孔状结构的特殊储气罐里，解决了这个问题。达伦还发明了日光开关，在没有传感器的那个年代，他利用热胀冷缩的原理，将被漆成黑色的金属棒安装在真空玻璃管，阳光照射后膨胀，挤压杠杆关闭气体开关，在夜晚或阴雨天金属棒收缩，杠杆随即打开气体开关并自动点火。

有了达伦的这三个发明，远洋灯塔就完全不需要工人常驻值守，原来巨量的燃料消耗也急剧下跌了97%！灯塔可以建的更小（不需要建工人住所和配套设施），维护成本可以降得更低（不需要频繁补充燃料，不需要支付工人工资）。1907年，瑞典的一个远洋灯塔的建造成本从20万克朗下降到了9000克朗，一年的维修费用从2万5千克朗下降到了60克朗。

在此后的一百多年里，灯塔的光源又发生了几次变化，比如用了电弧光灯，以及用更敏锐的传感器替代了达伦的日光开关，还有的灯塔利用控制开关控制自己灯光的频闪频率，创造出属于自己灯塔的独特“指纹”，这样在有多个灯塔海域，船只可以通过特定的频率辨认出自己看到的是哪座灯塔。当然，虽然灯塔技术以及日趋完善和成熟，但新的导航技术也在发展，比如GPS，AIS和雷达之类的，灯塔发挥的作用越来越有限，有些老灯塔逐步被废弃，现在新建的灯塔也越来越少了。

图为大连浪漫的星海湾灯塔

以上内容整理自网络