«Искусственный свет: Его влияние на цивилизацию»

Электрические лампы накаливания являются нынешней опорой электрического освещения и, можно сказать, прогресса в освещении. Замечательные достижения были совершены в других способах освещения, и предыдущее утверждение не призвано умалять эти достижения. Тем не менее лампа накаливания с нитью накала имеет множество присущих ей преимуществ. Источник света заключен в герметичную колбу, что обеспечивает безопасность и удобство лампы. Нить способна к дроблению, в результате чего такие лампы варьируются от мельчайшей искры самой маленькой миниатюрной лампочки до огромного светового потока крупнейшей газонаполненной вольфрамовой лампы. Световые потоки этих ламп составляют соответственно долю люмена и двадцать пять тысяч люменов; то есть сила света варьируется от эквивалента небольшой доли стандартной свечи до единого источника света, испускающего свет, эквивалентный двум тысячам стандартных свечей.

Статистика — это сухие факты, и они обычно неинтересны в книге подобного характера, но они рассказывают историю в сжатой форме. Развитие современной лампы накаливания увеличило интенсивность доступного света при значительном снижении затрат, и это поступательное развитие легко демонстрируется таблицами. Например, со времени появления вольфрамовой лампы средняя сила света (в свечах) и световая отдача всех продаваемых в нашей стране ламп неуклонно возрастали, в то время как средняя потребляемая мощность ламп оставалась практически неизменной.

Средняя сила света, мощность и световая отдача всех ламп, продаваемых в нашей стране

YearCandle-powerWattsLumens

per watt

190718.0533.33 190819.0533.52 190921.0523.96 191023.0514.42 191125.0514.82 191226.0495.20 191329.4476.13 191438.2487.80 191542.2478.74 191645.8499.60 191748.75210.56

Следует отметить, что сила света ламп накаливания с нитью накала неуклонно возрастала после вытеснения угольной лампы и что за десятилетний период организованных исследований вольфрамовой лампы ее световая отдача (люмены на ватт) утроилась. Иными словами, при неизменности всех остальных условий стоимость света за десять лет сократилась в три раза. Но снижение стоимости оказалось даже большим, чем это, как будет показано позже. За тот же промежуток лет процент ламп с угольной нитью от общего числа проданных ламп накаливания снизился со 100 процентов в 1907 году до 13 процентов в 1917 году. В то же время процент вольфрамовых ламп (Mazda) возрос с практически нуля в 1907 году примерно до 87 процентов в 1917 году. Танталовая лампа не имела возможности утвердиться, поскольку вольфрамовая лампа последовала за ее появлением очень быстро. В 1910 году продажи первой достигли наивысшей отметки, составившей лишь 3,5 процента от всех ламп, проданных в Соединенных Штатах. Скромного начала число ламп накаливания, проданных для использования в нашей стране, быстро росло, достигнув почти двухсот миллионов в 1919 году.

XI

СВЕТ БУДУЩЕГО

Рассматривая развитие искусственного света и его многообразное влияние на деятельность человечества, естественно заглянуть в будущее. Жюль Верн обладал преимуществом возможности описывать в художественной литературе то, что диктовало его буйное воображение, и столь многое из того, что он живописал, сбылось, что его успех побуждает поступать точно так же при пророчестве будущего освещения. Конечно, прогноз, основанный исключительно на прошлых достижениях и нынешних предпосылках, не дотянет до реальных воплощений будущего! Если позволить воображению взглянуть в будущее без ограничений, можно придумать множество на первый взгляд надуманных схем. Возможно, удастся обратиться к природным запасам дневного света и запасти часть его впрок для ночного использования. Одна миллионная доля дневного света, высвобождаемая по желанию ночью, обеспечила бы достаточную освещенность для всей ночной деятельности человека. Писателю-фантасту не нужно обращать внимание на вопросы ученого о том, как этот дневной свет будет разливаться по бутылкам. Вместо того чтобы уделять время таким вопросам, он перешел бы к другой схеме, согласно которой Землю опоясали бы оптическими устройствами, чтобы день никогда не уходил. Когда солнце светило бы в Китае, его свет собирался бы в больших масштабах и направлялся на восток и на запад по этим великим оптическим «трубопроводам» в регионы тьмы, изгнав тем самым ночь навсегда. Писателю-фантасту не нужно утруждать себя рассмотрением экономической ситуации, которая потребовала бы таких усилий. Это направление домыслов интересно, поскольку оно может наметить возможности, на которые не указывает текущая тенденция развития искусственного света; однако автор чувствует себя обязанным рассматривать будущее производства света на несколько более консервативной основе.

В настоящее время источником света, представляющим наибольший интерес в электрическом освещении, является лампа накаливания с нитью накала; но ее световая отдача ограничена, как было показано в предыдущей главе. Когда свет излучается за счет температуры, видимой энергии сопутствует большое количество невидимой лучистой энергии. Наивысшая световая отдача, достижимая за счет чисто температурного излучения, будет получена тогда, когда температура нормального излучателя достигнет диапазона от 10 000°F до 11 000°F. Температуры плавления металлов намного ниже этого значения. Вольфрамовая нить в наиболее эффективных лампах, использующих ее, в настоящее время работает вблизи температуры своего плавления. Углерод является наиболее привлекательным элементом в отношении температуры плавления, поскольку он плавится при температуре между 6000°F и 7000°F. Но даже это далеко ниже самой эффективной температуры для производства света посредством чисто температурного излучения. Существуют возможности получения более высокой эффективности за счет работы дуг или нитей накала под давлением; однако представляется, что высокоэффективный свет будущего станет результатом радикального отхода от привычного.

Ученые все теснее знакомятся со структурой материи. Каждый год они узнают секреты, которые, судя по всему, ведут к фундаментальному пониманию этого предмета. Когда эти тайны будут разгаданы, кто сможет сказать, что человек не сможет создавать элементы в соответствии со своими потребностями или по крайней мере изменять свойства уже имеющихся элементов? Если бы он мог так изменить механизм излучения, чтобы горячий металл не излучал невидимой энергии, он сделал бы огромный шаг вперед даже в производстве света за счет высокой температуры. Этим свойством селективного (изборочного) излучения в небольшой степени обладают некоторые элементы, но если бы обработка могла усилить это свойство, световая отдача значительно возросла бы. Безусловно, принцип избирательности — это обходной путь возможностей.

Тщательное изучение банальных факторов может привести к большому шагу в производстве света без создания новых элементов или соединений, точно так же как такая процедура удвоила световую отдачу вольфрамовой нити при появлении газонаполненной лампы. Согласно Периодическому закону, который сыграл столь ценную роль в химии, все еще не хватает нескольких элементов. Когда они объявятся, может выясниться, что они обладают ценными свойствами для производства света; но это тупиковый путь.

Естественно задаться вопросом, имеет ли какой-либо из используемых в настоящее время способов производства света предельную предельную световую отдачу, приближающуюся к абсолютному пределу, который налагается видимостью излучения. Глаз способен преобразовывать лучистую энергию различных длин волн в определенные фиксированные пропорции света. Например, лучистая энергия такой длины волны, которая возбуждает ощущение желто-зеленого цвета, является наиболее эффективной, и один ватт этой энергии способен преобразовываться зрительным аппаратом примерно в 625 люменов света. Вечно ли фиксирована эта эффективность преобразования зрительным аппаратом? Для ответа необходимо обратиться к физиологу, и он, несомненно, предложил бы обуздать воображение. Но немыслимо ли, что процессы зрения всегда будут вне контроля человека? Однако, возвращаясь снова к физике производства света, отметим, что существует еще несколько привлекательных процессов производства света.

Много лет назад Гейслер, Крукс и другие ученые изучали спектры газов, приведенных в состояние накала электрическим разрядом в так называемых вакуумных трубках. Газы помещаются в прозрачные стеклянные или кварцевые трубки при довольно низких давлениях, и к концам этих трубок прикладывается высокое напряжение. Когда давление достаточно низкое, газы начинают светиться и испускать свет. Двадцать восемь лет назад Д. Макфарлан Мур разработал азотную трубку, которая фактически устанавливалась в различных местах. Но вблизи катода происходит такая потеря энергии, что короткие «вакуумные» трубки такого характера являются очень неэффективными производителями света. Эффективность значительно возрастает при удлинении трубок, поэтому Мур использовал трубки большой длины и довольно высокое напряжение. По мере использования трубки такого рода газ постепенно исчезает, и его необходимо восполнять. Чтобы пополнять газ, Мур разработал клапан для автоматической подачи газа. Преимуществом этого способа производства света является то, что цвет или качество света можно изменять, варьируя используемый газ. Азот дает розоватый свет; неон — оранжевый свет; а углекислый газ — белый свет. Трубка Мура с углекислым газом является превосходной заменой дневного света и использовалась для различения цветов там, где это является важным фактором. Однако для этой цели широко применяются устройства, использующие цветные светофильтры, которые изменяют свет от вольфрамовой лампы до качества дневного света.

Метод вакуумных трубок для получения света имеет преимущество в выборе газа среди большого числа возможных вариантов, и некоторые цветовые эффекты будущего могут быть получены с его помощью. Клод недавно работал над производством света с помощью вакуумных трубок и объединил неоновую трубку с трубкой на парах ртути. Спектр неона в значительной степени компенсирует отсутствие красного света в спектре ртути, в результате чего эта смесь производит более удовлетворительный свет, чем любая из трубок в отдельности. Тем не менее этот способ производства света не доказал своей практичности в нынешнем состоянии разработки. В основе своей ограничения обусловлены присущими газам спектральными характеристиками. Несомненно, возможности механизмов трубок и комбинации различных газов еще не исчерпаны. Более того, если человек когда-нибудь окажется способен в некоторой степени управлять структурой элементов и соединений, этот метод производства света окажется, пожалуй, более перспективным, чем другие современные методы.

Существует еще один привлекательный метод производства света, и он не ускользнул от внимания писателя-фантаста. Герберт Уэллс с присущим ему редким мастерством и с вольностью, которой так часто завидует писатель, имеющий дело с фактами, воспользовался характеристиками флуоресценции и фосфоресценции. В своем рассказе «Первые люди на Луне» обитатели луны освещают свои пещеры, используя это явление. Флуоресцентная жидкость была приготовлена в больших количествах. Она испускала яркое фосфоресцентное свечение, и когда она брызгала на ноги землян, она казалась холодной, но светилась долгое время. Это возможность будущего, и у многих были видения такого освещения. Если бы потолок угольной шахты был выложен светящимися светлячками или фосфоресцентным материалом, возбуждаемым каким-либо образом, можно было бы видеть довольно хорошо с помощью адаптированных к темноте глаз.

Это подводит нас к классу явлений, объединенных под общим термином «люминесценция». Общепринятого определения этого термина не существует, однако свет, производимый таким образом, не зависит от температуры в том смысле, в каком раскаленная вольфрамовая нить испускает свет благодаря своей высокой температуре. Фосфорная спичка, потертая во влажной ладони, начинает светиться, хотя имеет обычную температуру. Это явление можно назвать «хемилюминесценцией». Бленда Сидота, краска Бальмена и многие другие соединения при освещении обычным светом, особенно ультрафиолетовыми и фиолетовыми лучами, продолжают светиться в течение долгого времени. Несмотря на свою яркость, они остаются холодными на ощупь. Это явление называют «фотолюминесценцией», хотя оно более известно как «фосфоресценция». Следует отметить, что последний термин возник по недосмотру, так как фосфор не имеет к нему никакого отношения. Свечение трубки Гейслера или электрически возбужденного газа при низком давлении служит примером «электролюминесценции». Свечение различных солей в пламени Бунзена обусловлено так называемой люминесценцией, и существует множество других примеров производства света, которые относятся к тому же общему классу. Поскольку в этих случаях свет испускается сравнительно холодными телами, в народе его называют «холодным» светом.

Существует множество примеров испускания света, не сопровождающегося значительным количеством невидимой лучистой энергии, и естественно надеяться на практические возможности в этом направлении. До сих пор мало что известно об эффективности производства света посредством фосфоресценции. Световая отдача лучистой энергии, испускаемой фосфоресцирующими веществами, изучалась, но кажется странным, что среди огромного количества трудов, посвященных фосфоресцентным явлениям, почти не упоминается эффективность получения света таким способом. Например, предположим, что фосфоресцирующий сульфид цинка возбуждается светом ртутной дуги. Как можно легко показать, не вся энергия, падающая на него, способна вызвать фосфоресценцию. Если предположить, что на фосфоресцирующий материал направили известное количество лучистой энергии определенной длины волны, то в темноте можно будет увидеть, как он долго светится. Представляет интерес исследование соотношения между выходом и входом, то есть отношения общего излучаемого света к общей возбуждающей энергии. Это упущенный аспект в изучении производства света с помощью данного метода.

Светляка повсеместно превозносят как идеальный источник света. Он является эффективным излучателем света, поскольку его свет «холодный», то есть он, судя по всему, не сопровождается невидимой лучистой энергией. Однако мало что говорится о его эффективности как производителя света. Кто знает, сколько топлива потребляет его осветительная установка? Химия производства света живыми организми распутывается, и эта часть явления, вероятно, скоро будет обнажена. При равном количестве излучаемой энергии светляк испускает во много раз больше света, чем самый эффективный из используемых в настоящее время ламп, но прежде чем назвать светляка идеальным, необходимо узнать эффективность процесса производства света им.

Существует множество способов возбуждения фосфоресценции и флуоресценции, причем последняя представляет собой лишь недолговечную фосфоресценцию, которая прекращается при отключении возбуждающей энергии. Ультрафиолетовые, фиолетовые и сильные лучи обычно являются наиболее эффективной лучистой энергией для целей возбуждения. Рентгеновские лучи и высокочастотный разряд также служат мощными возбудителями. Как уже отмечалось, об эффективности этого способа производства света или о механизме внутри вещества практически ничего не известно, но в целом это замечательное явление.

Радий также представляет возможности в производстве света и фактически уже несколько лет практическим образом применяется для этих целей. Сам радий или одно из его соединений смешивают с фосфоресцирующим веществом, таким как сульфид цинка, и последнее непрерывно светится. Поскольку срок службы некоторых продуктов распада радия очень велик, такой метод подсветки циферблатов часов, шкал приборов и т. д. весьма практичен там, где их приходится считывать глазами, адаптированными к темноте и следовательно высокочувствительными к свету. Будет ли радий производиться тоннами в будущем, можно лишь предполагать.

В силу ограничений, налагаемых физическими законами излучения и физиологическими процессами зрения, наивысшая световая отдача, достижимая при нагревании твердых тел, составляет лишь около 15 процентов от световой отдачи наиболее светящейся лучистой энергии. В настоящее время нет материалов, которые могли бы работать при температуре, необходимой для достижения даже этого КПД. Большой прогресс в будущем производства света, на который указывает современное знание, по-видимому, заключается в получении света, не сопровождающегося невидимой лучистой энергией. В настоящее время такие явления, как флуоресценция, фосфоресценция, свет светляка, хемилюминесценция и т. д., служат примерами такого рода производства света. Разумеется, если наука когда-нибудь получит контроль над строением материи, многие трудности исчезнут, ибо тогда человек не будет зависеть от доступных ныне элементов и соединений, а сможет изменять их в соответствии со своими потребностями.

XII

ОСВЕЩЕНИЕ УЛИЦ

В нынешнюю эпоху блестяще освещенных бульваров и «великих белых путей», залитых светом витрин, электрических вывесок и уличных фонарей, трудно представить себе мрак, окутывавший улицы столетие назад. Прогуливаясь по пригородным дорогам в относительной безопасности под адекватным искусственным освещением, запоздалый пешеход осознает огромное влияние искусственного света на цивилизацию, если вспомнит, что не более двух веков назад в Лондоне

было обычным делом... когда сотня или более человек, молодых и старых, совершали ночные набеги на дома богачей с целью их грабежа, и когда наступала ночь, никто не осмеливался отважиться на прогулку по улицам.

Жители современных городов склонны думать, что преступность на ночных улицах — обычное дело, но каково бы оно было без надлежащего искусственного света? Два века назад в таком городе, как Лондон, чадящая жировая лампа, свеча или корзина с сосновыми лучинами то тут, то там обеспечивали единственное уличное освещение, и к одиннадцати часам вечера они гасли. Беззаконие зарождалось и скрывалось во тьме, и даже фонарь или факел служили скорее для того, чтобы отметить жертву, а не защитить ее. Описывая условия эпохи темных улиц, говорили, что каждый подписывал свое завещание и был готов к смерти перед выходом из дома. Сравнивая это с современностью, вновь убеждаешься в том, что мир становится лучше. Несомненно, искусственный свет, проникающий в закоулки, сыграл свою роль в этом изменении.

Адекватное уличное освещение в действительности является продуктом двадцатого века, однако на протяжении всего девятнадцатого века с момента зарождения газового освещения в 1807 году шел устойчивый прогресс. В предшествующие века грубое освещение использовалось кое-где, но не повсеместно государственными властями. В самые ранние века письменной истории об уличном освещении упоминается мало. В те дни человек был не так уж склонен улучшать природу, помимо защиты себя от стихий, и освещал улицы скорее как праздничный всплеск, нежели из экономических соображений. Тем не менее в ранних письменных источниках изредка встречаются указания на то, что в центрах передовой цивилизации предпринимались некоторые усилия по освещению улиц.

Древний сирийский город Антиохия, который в четвертом веке христианской эры насчитывал около четырехсот тысяч жителей, по-видимому, имел освещенные улицы. Либаний, живший в начале этого века, писал:

На смену солнечному свету приходят другие огни, которые намного превосходят светильники, зажигаемые египтянами на праздник Минервы Саисской. Ночь у нас отличается от дня только появлением света; что касается труда и занятий, все идет отлично.

Хотя труд, судя по всему, не бастовал, солдаты устраивали беспорядки, ибо в другом отрывке он рассказывает о буйных солдатах, которые

резали мечами веревки, на которых висели светильники, дававшие свет в ночное время, чтобы показать, что украшения города должны уступить им дорогу.

Другой писатель, описывая спор между двумя религиозными приверженцами противоположных вероисповеданий, заявлял, что они ссорились «пока улицы не осветились» и толпа зевак не разошлась, но не раньше, чем они «плюнули друг другу в лицо и удалились». Таким образом, видно, что искусственный свет и цивилизация могут прогрессировать, даже если некоторые человеческие черты остаются принципиально неизменными.

На протяжении последующей тысячи лет предпринималось мало попыток осветить улицы. Железные корзины с горящим деревом, примитивные масляные лампады и свечи использовались в некоторой степени, но во все эти века не было никаких попыток со стороны правительства или частных лиц осветить улицы организованным образом. В 1417 году мэр Лондона издал указ «вывешивать фонари с огнями зимними вечерами между Днем всех святых и Сретением». Это происходило в праздничный сезон, так что, возможно, уличное освещение не было единственной целью. В начале шестнадцатого века, поскольку улицы Парижа кишели грабителями, жителям было приказано поддерживать горение огней в окнах всех домов, выходящих фасадом на улицы.

Около трех веков жители Лондона, а несомненно также Парижа и других городов, время от времени получали напоминания в официальных предписаниях «под страхом наказаний вывешивать свои фонари в назначенное время». Ночной сторож в длинном пальто с алебардой и фонарем в руке дополнял эти предписания, совершая свой обход со словами:

Свет сюда, служанки, зажигайте огни,

И смотрите, чтобы рожки были чистыми и яркими,

Дабы свеча ваша ясно сияла,

Продолжая с шести до девяти;

Чтобы честные люди, идущие мимо,

Могли безопасно пройти без вреда.

В 1668 году, когда были приняты некоторые правила по благоустройству улиц Лондона, жителям было приказано «для безопасности и спокойствия города исправно выставлять свечи до привычного часа». По-видимому, этот способ получения уличного освещения не встретил восторженной поддержки у населения, ибо в течение последующих нескольких десятилетий лорд-мэр был занят изданием угроз и повелений. В 1679 году он провозгласил «небрежение жителей этого города в вывешивании и поддержании своих огней в положенные часы, согласно доброму и древнему обычаю сего Города и актам Общего совета на сей счет». Результатом этого небрежения стало то, что «когда ночи затемняли улицы, тогда блуждали сыны Велиала, упоенные наглостью и вином».

В 1694 году Хемиг запатентовал рефлектор, который частично окружал открытое пламя лампы на китовом масле и имел отверстие в верхней части, способствовавшее вентиляции. Он получил эксклюзивные права на освещение Лондона на несколько лет и обязался устанавливать фонарь перед каждой десятой дверью с шести до двенадцати часов вечера, от Михайлова дня до Благовещения. Его начинание было достойным, но он встретил противодействие со стороны определенной фракции, которой в 1716 году удалось добиться отзыва его лицензии. Бремя освещения улиц вновь было возложено на жителей, и за небрежность в этом отношении налагались штрафы. Однако эта процедура после еще нескольких лет бессистемного освещения вновь оказалась неудовлетворительной.

В 1729 году некие лица заключили контракт на освещение улиц Лондона за счет налогообложения жителей и заплатили городу за эту монополию. Домохозяевам разрешалось вывешивать фонарь или свечу либо платить компании за выполнение этой работы. Однако грабежи участились настолько, что в 1736 году лорд-мэр и Общий совет обратились к Парламенту с петицией об установке фонарей для освещения города. Соответственно был принят акт, дающий им привилегию устанавливать фонари там, где они сочтут нужным, и зажигать их от заката до рассвета. С жителей взималась плата по скользящей шкале в зависимости от арендной ставки домов. В результате вскоре было установлено пять тысяч фонарей. В 1738 году в Лондоне насчитывалось пятнадцать тысяч уличных фонарей, и они горели в среднем пять тысяч часов ежегодно.

В анналах тех давних времен уличное освещение почти неизменно является результатом попытки сократить количество грабежей и других преступлений. Обращаясь с призывом об увеличении числа уличных фонарей в 1744 году, лорд-мэр и олдермены Лондона в петиции к королю заявляли

что различные сообщества множества злоумышленных лиц, вооруженных дубинками, пистолетами, тесаками и другим опасным оружием, наводняют не только частные переулки и проходы, но также общественные улицы и места скопления людей, и совершают самые дерзкие бесчинства против личности добрых подданных Вашего Величества, чьи дела заставляют их проходить по улицам, устрашая, грабя и раня их; причем эти деяния часто совершаются в те часы, которые ранее считались часами безопасности.

Уже отмечалось, что газовое освещение на улицах Лондона было впервые внедрено в 1807 году. Это знаменует собой реальное начало коммунальных осветительных компаний. В следующее десятилетие интерес к уличному освещению с помощью газа пробудился на Континенте, и вскоре этот новый этап цивилизации шел полным ходом. Хотя первое газовое освещение осуществлялось с помощью открытого пламени, оно представляло собой значительное улучшение по сравнению со всеми предыдущими усилиями. Беззаконие, конечно, исчезло не полностью, и, возможно, не исчезнет никогда, но оно ютилось на задворках улиц. Теперь появился сдерживающий фактор.

Однако ранние инновации в освещении не избежали критики и оппозиции. На самом деле инновации и сегодня не всегда принимаются единогласно. В те давние дни многие считали, что то, что хорошо для них, должно быть достаточно хорошо и для молодого поколения. Потомки этих оппонентов присутствуют и сегодня, но, к счастью, в уменьшающемся числе. Было показано, что в Филадельфии в 1833 году предложение об установке газового завода встретило протест, подписанный многими видными гражданами. Несколько абзацев статьи под названием «Аргументы против света», появившейся в «Кельнской газете» в 1816 году, показывают характер возражений, выдвигавшихся против уличного освещения.

С теологической точки зрения: Искусственное освещение есть попытка вмешаться в божественный план мира, предопределивший темноту в ночное время.

С юридической точки зрения: Те люди, которые не хотят света, не должны принуждаться к оплате его использования.

С медицинской точки зрения: Выделения осветительного газа вредны. Более того, освещенные улицы побуждат людей оставаться дольше вне дома, что ведет к увеличению числа заболеваний, вызванных простудами.

С моральной точки зрения: Страх темноты исчезнет, а пьянство и разврат возрастут.

С точки зрения полиции: Лошади испугаются, а воры ободрятся.

С точки зрения народной экономики: Огромные суммы денег будут вывезены в чужие страны.

С точки зрения простого народа: Постоянное ночное освещение улиц лишит праздничную иллюминацию ее очарования.

Приведенные выше возражения не требуют комментариев, ибо они красноречиво свидетельствуют о мыслях и деятельности людей столетие назад. Трудно поверить, что цивилизация прошла такой путь всего за одно столетие, но с этого раннего начала уличного освещения социальный прогресс получил мощный импульс. Искусственные источники света в то время были слабыми, но они сделали улицы безопаснее, и с их помощью расширилось общение людей. Люди увеличили часы своей активности, а торговля, промышленность и знания росли не по дням, а по часам.

Открытые газовые рожки и лампы с керосиновым пламенем продержались на улицах дольше, чем помнят сегодняшние люди среднего возраста. Фонарщик со своей лестницей все еще свеж в памяти. Многие города и поселки никогда не освещались газом, поскольку они перешли от масляной лампы к электрической. Газовая сетка / мантия позволила газовому освещению оставаться конкурентом электрического освещения на улицах.

В 1877 году мистер Браш осветил Общественную площадь Кливленда несколькими дуговыми лампами, и это имело такой успех, что вскоре в этой стране было установлено двести пятьдесят тысяч ламп с открытой дугой, потребовавших инвестиций в миллионы долларов. Добавив к этим инвестициям гораздо большие вложения в оборудование центральных станций, мы увидим, что это отдельное развитие в освещении привело к очень крупным инвестициям.

Эта лампа с открытой дугой была первым мощным доступным источником света и, появившись за несколько лет до газовой сетки / мантии, грозила монополизировать уличное освещение. Она потребляла около 500 ватт и имела максимальную силу света около 1200 свечей под углом около 45 градусов. Ее главным недостатком было распределение света, происходившее главным образом под этим углом в 45 градусов, что приводило к появлению светового пятна вблизи лампы и слабому освещению на расстоянии. Удовлетворительный прибор уличного освещения должен испускать свет главным образом чуть ниже горизонтали в тех случаях, когда лампам из соображений экономии приходится находиться на большом расстоянии друг от друга. Обратившись к главе об электрической дуге, можно заметить, что верхний (положительный) уголь лампы с открытой дугой испускает большую часть света. Таким образом, большая часть света имеет тенденцию направляться вниз, но нижний уголь заслоняет часть его, в результате чего под лампой образуется темное пятно.

Газовая сетка / мантия появилась вскоре после появления угольной дуги и отвечает за существование газового освещения на улицах в настоящее время. Она представляет собой крупный источник света, и поэтому ее свет не может управляться современными аксессуарами так же хорошо, как свет от более мелких источников, таких как дуговая лампа или лампа с концентрированной нитью накала. В результате вдоль улиц наблюдается заметная неравномерность освещения, если только блоки газовых сеток / мантий не расположены довольно близко друг к другу. Даже при использовании лампы с открытой дугой без специального светорегулирующего оборудования интенсивность света вблизи ламп, размещенных на углах квартала, примерно в тысячу раз превышает интенсивность посредине между ними.

В 1879 году появилась лампа накаливания с угольной нитью, и вскоре она начала появляться на улицах. По сравнению с дуговой лампой она была слабым, неэффективным источником света, но имела то преимущество, что устанавливалась на небольшом кронштейне. Вследствие простоты эксплуатации лампа накаливания получила значительное распространение, особенно в пригородных районах.

АЗОТНАЯ ТРУБКА МУРА В вестибюле «Мэдисон-сквер-гарден»

УГЛЕКИСЛОТНАЯ ТРУБКА ДЛЯ ТОЧНОГО ПОДБОРА ЦВЕТОВ

Лампа с открытой дугой обладала тем недостатком, что испускала очень неровный свет и расходовала угли настолько быстро, что часто требовалась ежедневная подрезка. В 1893 году появилась лампа с закрытой дугой, и хотя она потребляла столько же электрической энергии, что и лампа с открытой дугой, и испускала значительно меньше света, она обладала тем большим преимуществом, что работала в течение недели без необходимости замены углей. Окружив дугу стеклянной колбой, можно было предотвратить попадание значительного количества кислорода к уголькам, благодаря чему они расходовались не столь быстро. Свет был довольно ровным, и эти дуговые лампы удовлетворительно работали на переменном токе. Последняя особенность упростила генераторное и распределительное оборудование центральной станции.

Затем появилась магнетитовая или лучистая дуговая лампа, которая имела значительный успех. Она была эффективнее предыдущих ламп, но ее недостатком было то, что она работала исключительно на постоянном токе. Знакомые с генерацией и распределением электричества осознают этот недостаток. Тем не менее ее сила света чуть ниже горизонтали составляла около 700 свечей, а общее распределение света было вполне удовлетворительным. Позже начали появляться пламенные дуговые лампы, которые в некоторой степени устанавливались. Дуговая лампа хорошо служила в уличном освещении с 1877 года, когда была внедрена лампа с открытой дугой, и по настоящее время, когда лучистая дуговая лампа остается главным уцелевшим представителем всех дуговых ламп.

СОВРЕМЕННОЕ УЛИЧНОЕ ОСВЕЩЕНИЕ Туннели света, прорезающие тьму, обеспечивают безопасные коридоры для современного движения

Угольная лампа накаливания широко использовалась до 1909 года, когда вольфрамовая лампа накаливания начала очень быстро вытеснять ее. Однако лишь в 1914 году, с появлением заполненной газом вольфрамовой лампы, этот тип источника света смог конкурировать с дуговыми лампами по эффективности. Спиральная конструкция нити накала позволила разместить нить высокоинтенсивной вольфрамовой лампы в небольшом пространстве, и впервые появилась возможность высокой степени контроля света уличных ламп. Были разработаны призматические «рефракторы», созданные отчасти по принципу маячного рефрактора, благодаря чему свет испускался главным образом чуть ниже горизонта. Такой тип распределения наращивает освещенность в удаленных точках между последовательными уличными фонарями, что очень желательно в уличном освещении. Лампа накаливания обладает многими преимуществами перед другими системами. Она эффективна, способна к делению, работает на постоянном и переменном токе, требует минимального ухода и наиболее успешно применяется со светорегулирующей аппаратурой.

Согласно отчетам Министерства торговли, количество электрических дуговых ламп для уличного освещения, поставляемых общественными электростанциями, сократилось с 348 643 в 1912 году до 256 838 в 1917 году, в то время как количество электрических ламп накаливания увеличилось с 681 957 в 1912 году до 1 389 382 в 1917 году.

Уличное освещение не только подкрепляет полицию, но и снижает количество аварий, а также стало рассматриваться как средство рекламы. В центральных районах города высокоинтенсивное освещение «белого пути» носит праздничный характер. Декоративные уличные фонари обладают потенциалом делать улицы привлекательными и освещать здания. Тем не менее следует надеяться, что в нынешнюю эпоху улицы городов и поселков будут очищены от неказистого оборудования телефонных и осветительных компаний. Его можно разместить в переулках или под землей, оставляя улицы прекрасными днем и прославленными ночью факелами передовой цивилизации.

XIII

МАЯКИ

В настоящее время тысячи маяков, плавучих маяков и светящихся буев ведут мореплавателя по водным путям и в гавани, а также предупреждают его о危险ных мелях. Их строительство связано со множеством удивительных инженерных достижений, и ни в одной области искусственного освещения не было проявлено столько изобретательности в создании мощных пучков света. Многие из этих навигационных огней работают в автоматическом режиме и требуют минимального ухода. Говорили, что ничто так четко не указывает на щедрость, процветание или интеллект нации, как средства, которые она предоставляет для безопасного подхода мореплавателя к своим берегам. Безусловно, эти морские огни являются важными факторами современного судоходства.

Первыми «маяками» были сигнальные костры из горящего дерева, поддерживаемые жрецами в пользу ранней торговли в восточной части Средиземного моря. Упоминания об этих сигнальных кострах встречаются в письменных источниках еще в седьмом веке до нашей эры. В третьем веке до христианской эры во время правления Птолемея II на небольшом острове близ Александрии была построена башня, как утверждалось, огромной высоты. Башня получила название Фарос, от которого произошло слово «фарология», применяемое к науке о строительстве маяков. Цезарь, посетивший Александрию двумя веками позже, описал Фарос как «башню огромной высоты, удивительной постройки». В ней день и ночь поддерживался огонь, и Плиний говорил о ней: «Ночью она кажется яркой, как звезда, а днем отличима по дыму». По-видимому, эта башня служила маяком более тысячи лет. В 1349 году она была обнаружена в руинах. В последующие века было построщено множество башен, но развитию источников света и оптических приборов уделялось мало внимания.

Первым маяком в Соединенных Штатах и, возможно, на Западном материке стал Бостонский маяк, завершенный в 1716 году. Спустя несколько дней после ввода его в эксплуатацию новостная заметка в бостонской газете провозгласила это знаменательное событие следующим образом:

В силу Акта Ассамблеи, принятого в Первый год правления Его Величества, О строительстве и содержании Маяка на Великом Брюстере (называемом островом Бикон) при входе в Гавань Бостона, с целью предотвращения гибели Жизней и Имущества подданных Его Величества; упомянутый Маяк был построен; и в минувшую пятницу, 14-го сего месяца, был зажжен Свет, который будет весьма полезен для всех Судов, выходящих и входящих в Гавань Бостона или любые другие Гавани в Заливе Массачусетс, за что все Шкиперы будут платить Получателю Пошлины один Пинни за Тонну при Входе и еще один Пинни при Выходе, за исключением Каботажных судов, которые должны платить по Два Шиллинга каждое при оформлении Выхода, а все Рыболовецкие суда, Деревянные шлюпы и т. д. — по Пять Шиллингов в год.

Это стало практическим результатом петиции бостонских купцов, поданной тремя годами ранее. Башня была построена из камня стоимостью около десяти тысяч долларов. Два года спустя смотритель и его семья утонули, и эта катастрофа настолько потрясла тринадцатилетнего Бенджамина Франклина, что он написал о ней стихотворение. Маяк сильно пострадал во время Революции от набегов отрядов, а в 1776 году, когда британский флот покинул гавань, отряд матросов взорвал его. Он был восстановлен в 1783 году и с тех пор был надстроен в высоту.

Судя по всему, масляные лампы использовались в нем с самого начала, несмотря на то, что свечи и угольные костры годами служили на многих маяках Европы. В 1789 году применялось шестнадцать ламп, а в 1811 году были установлены лампы Аргана и рефлекторы с механизмом вращения. Он перестал быть постоянным огнем, и настала эра проблесковых огней. В настоящее время Бостонский маяк излучает пучок силой 100 000 свечей, направляемый современными линзами.

Когда в 1789 году было организовано правительство Соединенных Штатов, в собственности колоний находилось десять маяков, но Бостонский маяк действовал за тридцать лет до остальных. Маяк Сэнди-Хук в Нью-Йоркской бухте был основан в 1764 году, и его первоначальная каменная башня до сих пор стоит и используется. Это старейший из сохранившихся маяков в этой стране. Он был построен на средства, собранные с помощью двух лотерей, санкционированных Ассамблеей Нью-Йорка. Через несколько дней после того, как он был зажжен впервые, в нью-йоркской газете появилась следующая новостная заметка:

В минувший понедельник вечером построенный в Нью-Йорке Маяк на Сэнди-Хуке был зажжен впервые. Здание имеет Восьмиугольную форму с восемью равными Сторонами; Диаметр в Основании составляет 29 Футов; а на вершине Стены — 15 Футов. Фонарь имеет высоту 7 футов; Окружность — 33 фута. Вся Конструкция Фонаря выполнена из железа; Верх покрыт медью. Имеется 48 Масляных огоньков. Здание от Поверхности насчитывает Девять этажей; общая высота от Дна до Верха составляет 103 Фута.

С этих ранних лет число маяков неуклонно росло, пока теперь Соединенные Штаты не поддерживают огни вдоль 50 000 миль береговой линии и речных фарватеров, что равносильно расстоянию, в два раза превосходящему окружность Земли. В настоящее время страна содержит около 15 000 средств навигационного оборудования при ежегодных затратах около 5 000 000 долларов. В 1916 году эта страна эксплуатировала 1706 крупных огней, 53 плавучих маяка и 512 светящихся буев — в общей сложности 5323.

Самые ранние маяки были оснащены жаровнями или решетками, в которых сжигались уголь или дерево. Эти примитивные источники света использовались до наступления девятнадцатого века, а в одном случае — до 1846 года. На знаменитой башне Эддистоун у Плимута (Англия) впервые применили свечи. Первая башня Эддистоун была завершена в 1698 году, но в 1703 году ее смыло волной. Была построена другая, уничтоженная пожаром в 1755 году. Затем Смитон построил еще одну в 1759 году. Поскольку Смитону приписывают введение использования свечей, это должно было произойти в восемнадцатом веке; тем не менее оказывается, что, как мы уже говорили, Бостонский маяк, построенный в 1716 году, использовал масляные лампы с самого начала. Однако Смитон установил двадцать четыре довольно крупные свечи, каждая из которых оценивалась по силе в 2,8 свечи. Общая сила света источника в этой башне составляла около 67 свечей. Поскольку это происходило до применения эффективных рефлекторов и линз, очевидно, что ранние маяки были довольно слабыми ориентирами.

Согласно британским записям, масляные лампы с плоскими фитилями были впервые использованы на маяках Ливерпуля в 1763 году. Лампа Аргана, представленная около 1784 года, получила широкое распространение. Лучшее сгорание, достигаемое в этой лампе с цилиндрическим фитилем и стеклянным цилиндром, значительно увеличило силу света и общую пригодность масляной лампы. Позже Ланге внес усовершенствование, предусмотрев сужение в верхней части цилиндра. Румфорд, а также Френель разработали горелки с несколькими фитилями, увеличив тем самым силу света. В этих ранних лампах сжигалось спермацетовое и рапсовое масло, и это продолжалось до середины девятнадцатого века. На маяках также использовались кокосовое, лардовое и оливковое масло.

Естественно, минеральное масло было внедрено, как только оно стало доступным, благодаря его более низкой стоимости; но лишь около 1870 года на маяках заработала удовлетворительная лампа на минеральном масле. Доти приписывают изобретение первой успешной маячной лампы с несколькими фитилями, использующей минеральное масло, и его лампа, а также ее модификации очень широко применялись до конца девятнадцатого века. Эти лампы бывают двух типов: один, в котором масло подается к горелке под давлением, а другой, в котором масло поддерживается на постоянном уровне. В некоторых из самых маленьких ламп для подачи масла к пламени полагаются на обычную капиллярность фитиля.

Каменноугольный газ был внедрен на маяках примерно в середине девятнадцатого века. Поскольку газовая сетка / мантия еще не появилась, газ сжигался в рожках. Были разработаны различные расположения рожков, такие как концентрические кольца, образующие ступенчатый конус. Газовая сетка / мантия стала большим благом как для мореплавателя, так и для цивилизованных существ в целом. Она значительно увеличивает интенсивность света, получаемого от данного количества топлива, и представляет собой довольно компактный яркий источник, позволяющий в некоторой степени направлять свет с помощью оптических систем. Из-за сложной аппаратуры, необходимой для производства каменноугольного газа, несколько других газов оказались более желательным топливом для маячных ламп. Были разработаны различные простые газогенераторы. Некоторые минеральные масла с высокой температурой вспышки испаряются и сжигаются под сеткой / мантией. Ацетилен, который так просто получается с помощью карбида кальция и воды, стал важным фактором в навигационном освещении. К концу девятнадцатого века маяки, использующие лампы с накаливанием газа, испускали пучки света с силой света до нескольких сотен тысяч свечей. Эти специальные источники света на газовой сетке / мантии имеют яркость до нескольких сотен свечей на квадратный дюйм.

Электрические дуговые лампы были впервые внедрены в маячную службу около 1860 года, однако эти лампы нельзя считать по-настоящему практичными примерно до 1875 года. В 1883 году британские ведомства маяков провели масштабное исследование дуговых ламп. Было обнаружено, что более белый свет этих ламп подвергается большей абсорбции атмосферой, чем более желтоватый свет масел, но значительно превосходящая сила света дуговой лампы с лихвой компенсировала этот недостаток. Конечным результатом исследования стал вывод о том, что для обычных маячных целей масляные и газовые лампы более пригодны и экономичны, чем дуговые лампы; но там, где требовалась большая дальность действия, последние были гораздо выгоднее благодаря своей большой силе света. Электрические лампы накаливания использовались для менее важных огней, и в последнее время наблюдается некоторое применение современных высокоэффективных ламп накаливания.

Помимо высоких башен, используется множество второзначимых маяков, плавучих маяков и светящихся буев. Многие из них не обслуживаются и поэтому должны работать автоматически. Плавучий маяк используется там, где строительство маяка непрактично или слишком дорого. Поскольку он стоит на якоре на довольно большой глубине, в туманную погоду безопасно рулевать почти прямо на его позицию, указанную туманным сигналом. Плавучие маяки дороже в содержании, чем береговые маяки, но они имеют преимущества меньшей стоимости и мобильности, так как иногда их может потребоваться переместить. Первый плавучий маяк был установлен в 1732 году у устья Темзы, а первый в нашей стране был закреплен на якоре в Чесапикском заливе возле Норфолка в 1820 году. Ранние суда не имели средств самоходного движения, но современные снабжаются собственным двигателем. В качестве топлива для источников света использовались масло и газ, и в 1892 году Управление маяков США построило плавучий маяк с мощным электрическим светом. С тех пор несколько судов были оснащены электрическими огнями, питаемыми от электрогенераторов и батарей.

Необслуживаемые огни не разрабатывались примерно до 1880 года, когда Пинч представил свои сварные буи, наполненные сжатым газом, и тем самым обеспечил комплексную осветительную установку. С усовершенствованием ламп и средств управления необслуживаемые светящиеся буи стали успешными. Огни горят несколько месяцев и даже целый год непрерывно, а используемый нефтяной газ кажется весьма удовлетворительным. В последнее время проводились эксперименты с устройствами, которые приводились бы в действие солнечным светом таким образом, чтобы свет гас в течение дня, за исключением маленького пилотного пламени. Таким способом можно получить более длительный период горения без присмотра. Использовались электрические лампы накаливания, питаемые от батарей или кабелей с берега, но буй на нефтяном газе по-прежнему пользуется популярностью. Ацетилен применялся в качестве топлива для светящихся буев. Были разработаны автоматические генераторы, но система высокого давления проще. В последнем случае очищенный ацетилен удерживается в растворе под высоким давлением в резервуаре, содержащем асбестовую композицию, пропитанную ацетоном.

Источники света на маяках имеют ту же историю, что и источники света других навигационных огней. Многие из них автоматизированы в работе, порой управляясь часовым механизмом. За последние двадцать лет газовая сетка / мантия получила очень широкое распространение на маячных огнях. В конце девятнадцатого века была разработана лампа на минеральном масле с постоянным фитилем, изготовленным путем формирования на толстом фитиле угольного покрытия. Работа устройства устроена так, что это покрытие не сгорает и предотвращает дальнейшее обгорание фитиля.

Оптический аппарат навигационных огней претерпел множество усовершенствований за прошедшее столетие. Ранние огни не оснащались ни отражающей, ни преломляющей аппаратурой. В 1824 году Драммонд разработал схему отражения света с тем, чтобы удаленный наблюдатель мог сделать отсчет на точке, где аппаратура управлялась другим лицом. Эксперименты привели его к предложению применить зеркала к маякам. Его устройство представляло собой параболическое зеркало, похожее на отражатели, ныне широко используемые в автомобильных фарах, прожекторах и т. д. В качестве источника света он использовал друммондов свет и был в восторге от полученных результатов. Его обсуждение, опубликованное в 1826 году, показывает, что до того времени было сделано мало практической работы по получению пучков или поясов света с помощью оптической аппаратуры. Однако записи маяков показывают, что уже в 1763 году небольшие посеребренные плоские стекла устанавливались в гипсе таким образом, чтобы образовывать частично охватывающий рефлектор. Сферические рефлекторы были внедрены около 1780 года, а параболические — примерно десять лет спустя.

Все ранние огни были «постоянными», но поскольку желательно, чтобы мореплаватель мог отличать один свет от другого, развился механизм вращения. С его помощью получаются характерные вспышки, и по интервалу времени свет распознается. Первый механизм вращения был установлен в 1783 году. Ранние проблесковые огни получались с помощью вращающихся рефлекторов, которые собирали свет и направляли его в виде пучка или луча. Используемый в настоящее время тип параболического рефлектора по существу не отличается от автомобильной фары, за исключением того, что он крупнее.

Линзы, судя по всему, были внедрены в конце девятнадцатого века. Сначала их вытачивали из цельного куска стекла концентрическими зонами, чтобы уменьшить толщину. Они были аналогичны по принципу некоторым линзам задних фонарей, используемым в настоящее время на автомобилях. Позже линзы стали собираться из отдельных кольцевых колец. Имя Френеля навсегда связано с маячными линзами, потому что в 1822 году он разработал сложную сборную линзу из кольцевых колец. Центры кривизны различных колец удалялись от оси по мере увеличения их расстояния от центра таким образом, чтобы преодолеть серьезный оптический дефект, известный как сферическая аберрация. Френель разработал множество усовершенствований, в которых использовал преломляющие и отражающие призмы для внешних элементов.

Оптический аппарат маяков обычно преследует цель: (1) сконцентрировать лучи света в световой луч, (2) сконцентрировать их в световой пояс или (3) сконцентрировать лучи в пределах ограниченного азимута. В первом случае достаточно одной линзы или параболического рефлектора, но во втором случае необходима цилиндрическая линза, которая сгущает свет по вертикали в горизонтальный слой света. Третий случай представляет собой комбинацию первых двух. Современные линзы маяков очень сложны по конструкции, собираясь из множества элементов в несколько секций. Например, центральная секция может состоять из сферической линзы, выточенной с кольцевыми кольцами. В следующей секции могут использоваться преломляющие призмы, а в наружной секции применяются отражающие стеклянные призмы. Различные элементы тщательно спроектированы в соответствии с законами геометрической оптики.

Проблесковый свет имеет такие преимущества перед постоянным, что он повсеместно используется для важных навигационных огней. Применялось множество способов получения прерывистого света, но они не представляют особого интереса. Иногда линза или рефлектор вращаются, а в других типах вращается непрозрачный экран со щелями. В более крупных маяках оптический аппарат и его конструкция иногда весят несколько тонн. Когда необходимо вращать аппаратуру столь большой массы, весь механизм плавает на ртути, содержащейся в чугунном сосуде подходящего размера, и благодаря искусному расположению требуется лишь небольшая порция ртути.

Характеристики навигационных огней значительно варьируются, чтобы позволить мореплавателю различать их и тем самым точно узнать свое местонахождение. Постоянный свет легко перепутать с другими, поэтому теперь он стал второстепенным огнем. Широко используются короткие вспышки, за которыми следуют более длительные периоды темноты. Мореплаватель, засекая интервалы, способен распознать свет. Этот метод распространяется на группы коротких вспышек, за которыми следуют более продолжительные интервалы темноты. На самом деле короткие вспышки применялись для указания определенного числа, чтобы мореплаватель мог распознать свет по номеру, а не с помощью часов. Тем не менее обычно используется временной элемент. Применялась комбинация постоянного света, на который накладывается вспышка или группа вспышек белого или цветного света, но она пользуется дурной славой как ненадежная. Тип, известный как «затмевающиеся огни», состоит из постоянного света, который на мгновение прерывается затмением, но продолжительность затмения обычно меньше продолжительности света. Очевидно, могут использоваться группы затмений. Иногда огни разных цветов чередуются без каких-либо темных интервалов. Используемые цветные огни обычно красные и зеленые, но это в лучшем случае огни малой дальности. Цветные сектора иногда применяются над частями поля для указания опасностей, а белый свет показывает фарватер. Обычно это постоянные огни для обозначения канала.

Расстояние, на котором свет может быть виден в море, зависит от его силы света, цвета или спектрального состава, высоты самого света и глаз наблюдателя над уровнем моря, а также от атмосферных условий. Если предположить совершенно чистую атмосферу, видимость источника света напрямую зависит от его силы в свечах. Атмосфера обычно поглощает красные, оранжевые и желтые лучи меньше, чем зеленые, синие и фиолетовые. Это демонстрируется заходящим солнцем, которое по мере приближения к горизонту меняет цвет с желтого на оранжевый и, наконец, на красный по мере увеличения количества атмосферы между ним и глазом. По этой причине красный свет имеет большую дальность действия, чем синий свет той же силы света.

При обычных атмосферных условиях дальность действия более мощных источников света, используемых на маяках, превышает дальность, ограниченную кривизной Земли. Для неокрашенных источников света дальность в морских милях, по-видимому, по меньшей мере равна квадратному корню из силы света. Реальным практическим ограничением, которое все еще существует, является кривизна Земли, и расстояние, на которое объект может быть виден глазом на уровне моря, зависит от высоты объекта. Это соотношение выражается примерно следующим образом:

А. ГОТОВАЯ ЛИНЗА МАЯКА Б. МАЯК ТОРРО-ПОЙНТ, ПАНАМСКИЙ КАНАЛ

Дальность в морских милях = 8/7 умножить на корень квадратный из Высота объекта в футах. Например, вершина башни высотой 100 футов видна глазу на уровне моря на расстоянии 8/7 умножить на корень квадратный из 100 = 80/7 = 11,43 мили. Теперь, если глаз находится на высоте 49 футов над уровнем моря, аналогичный расчет покажет, на каком расстоянии его может увидеть исходный глаз на уровне моря. Это составляет 8/7 умножить на корень квадратный из 49 = 8 миль. Следовательно, глаз на высоте 49 футов над уровнем моря сможет увидеть вершину 100-футовой башни на расстоянии 11,43 + 8, то есть 19,43 морских мили. При таких условиях воображаемая линия, проведенная от верхушки башни к глазу, будет в точности касательной к сферической поверхности моря на расстоянии 8 миль от глаза и 11,43 миль от башни.

Сила света источника или светового пучка напрямую отвечает за дальность действия. Сила света ранних сигнальных костров и масляных ламп была эквивалентна нескольким свечам. Усовершенствования источников света, а также отражающих и преломляющих оптических систем неуклонно увеличивали силу света пучков, пока сегодня лучи от газовых ламп не достигают интенсивности в несколько сотен тысяч свечей. Лучи, испускаемые современными маяками, оснащенными электрическими лампами и огромными светособирающими устройствами, исчисляются миллионами свечей. Фактически маяк Невесинк при входе в Нью-Йоркскую бухту оценивается в колоссальные 60 000 000 свечей.