प्रवास दिव्याचा!

दीपावली म्हणजे दिव्यांची ओळ. आपल्याला दिव्याचं आकर्षण अगदी लहानपणापासून असतं. लहान मुलांना आई-आजी निरांजनानं ओवाळताना तुम्ही बघाल तर ती ज्योतीवर हात मारायचा प्रयत्न करतात. संध्याकाळच्या वेळेलासुद्धा दिवेलागणीची वेळ असं म्हटलं जातं. रात्रीची वीज गेली तर विजेरी, मेणबत्ती, कंदील, पणत्या असं काही ना नाही पेटवून आपण आधी उजेड करतो, कारण अंधार नकोसा वाटतो. झोपायला शयनगृहात जावे तर पलंगाशेजारचा वाचनाचा छोटा दिवा लावून आपण पुस्तक चाळू लागतो. अभ्यास करायचा म्हटला की टेबललँप हवाच. 'कँडल लाईट डिनर'चा खास बेतही मेणबत्त्यांच्याच विशिष्ट उजेडात असतो. तर सगळं आयुष्य व्यापून टाकणार्‍या अशा ह्या दिव्याचा प्रवास आहे तरी कसा?

तुम्हाला आश्चर्य वाटेल, परंतु माणसाला बराच पूर्वी दिव्याचा शोध लागलाय. माणसाने पहिला दिवा नेमका कधी लावला हे कळणं अवघड असलं, तरी साधारण ७०,००० वर्षांपूर्वी शेवाळाचा वातीसारखा वापर करून खोलगट दगडात प्राण्यांची चरबी वापरून दिवा लावला गेला, असं संशोधनात आढळलं आहे. २०,००० वर्षांपूर्वीपासूनचे नारळाची करवंटी, शिंपले, अंड्याचे कवच, खोलगट दगड यापासून बनवलेले दिवे सापडलेले आहेत.

पुढल्या काही हजार वर्षात उत्क्रांत होत होत ६५०० वर्षांपूर्वीच्या सुमारास माती भाजून त्याला आकार देऊन दिवे तयार करणे सुरू झाले.

आपल्याकडे दिवाळीला पणत्या वापरतो त्याच आकाराचे, परंतु व्यासाने थोडे मोठे आणि खोलगट ताम्रयुगीन दिवे पॅलेस्टाईन भागात सापडले आहेत. साधारण ४५०० वर्षे जुना दिवा.

खालचा रोमन दिवा १५०० वर्षे इतका जुना आहे. हादेखील पॅलेस्टाईन भागातच सापडला.

वात बाहेर येण्यासाठी ह्याच्या एका बाजूला व्यवस्थित गोल भोक करून ठेवलेले दिसते.
ऑलिव तेल, माशाचे तेल, व्हेल ऑईल, मधमाशांचे मेण, तिळाचे तेल असे विविध प्रकार इंधन म्हणून वापरले जात.
आणि हे त्या दिव्याच्या अस्सलपणाबाबत खात्री देणारे प्रशस्तिपत्र.

अठराव्या शतकात युरोपात औद्योगिक क्रांतीची लाट आली, तेव्हा अगणित नवे शोध लागले. दिवा उत्क्रांत होणे इथेही अपरिहार्य होते.

हा बघा आपल्या कंदिलासारखा दिसणारा १८९० सालातला तेलाचा दिवा. संपूर्ण काचेचा असल्यामुळे दिसायलासुद्धा अतिशय सुरेख दिसतो. शिवाय त्यातलं इंधन संपत आलेलं चटकन समजतं. जाड कापडाची विणलेली वात वापरणे बहुधा ह्याच सुमारास सुरू झाले असावे. (जाताजाता - लँप या शब्दाचे मूळदेखील ग्रीक आहे. लँपास या ग्रीक शब्दाचा अर्थ ‘टॉर्च’ असा आहे.)
नैसर्गिक वायूवर चालणारे घरातले आणि रस्त्यातले दिवेदेखील जवळपास १८व्या शतकापासून वापरत. त्यात वापरल्या जाणार्‍या प्रज्वलक (बर्नर) जोडणीचा हा फोटो.

जर्मनी, फ्रान्स, इंग्लंड, अमेरिका अशा विविध देशात वेगवेगळ्या लोकांनी पेटंट घेऊन व्यावसायिक स्तरावर अशा दिव्यांचा उपयोग सुरू केला.
भारताचा विचार केला, तर आपल्याकडेही मेणबत्त्या, पणत्या, कंदील, लामणदिवे, समया, असे प्रकार होते आणि आहेत. बहुतांश वेळा सणासुदीच्या निमित्ताने किंवा उद्घाटन सोहळ्यासारख्या समारंभांच्या निमित्ताने यातल्या प्रकारांचा वापर होत असतो.
तेलाच्या दिव्याचा मुख्य तोटा म्हणजे त्यातली उघडी ज्योत, ज्यामुळे भाजणे, आग लागणे असे धोके मोठ्या प्रमाणावर संभवत. विजेचा शोध लागल्यानंतर विजेवर चालणारा दिवा शोधायला लगेचच सुरुवात झाली. थॉमस एडिसनने विजेच्या दिव्याचा शोध लावला, असा समज अजूनही बर्‍याच मोठ्या प्रमाणावर प्रचलित आहे. परंतु वस्तुस्थिती तशी नाही. ज्याला आपण बल्ब म्हणतो, त्या इनकँडेसंट दिव्याचा शोध एडिसनच्या बराच आधी लागला होता. परंतु जास्त काळ जळेल अशी फिलामेंट तयार करणे जमत नव्हते. एडिसन आणि त्याच्या टीमने बांबूपासून बनवलेली कार्बन फिलामेंट वापरून १२०० तास जळणारा दिवा तयार केला आणि त्याचे पेटंट घेतले. प्रथम अमेरिकी पेटंट ऑफिसने त्याला पेटंट नाकारले, कारण दिव्याचा शोध आधीच लावलाय असे पुरावे पुढे होते. बरीच कागदी लढाई झाल्यानंतर दिव्यासाठी नव्हे, तर जास्त काळ जळणार्‍या कार्बन फिलामेंटसाठी पेटंट दिले गेले.
कॅलिफोर्नियातल्या मेन्लो पार्कमध्ये प्रथम प्रदर्शित केलेला हा मूळ एडिसन दिवा.

आपण ज्यात बल्ब बसवतो, त्या आटेदार सॉकेटला एडिसन सॉकेट असेच नाव आजही प्रचलित आहे.
फिलिप्सने १९०४ साली बनवलेला हा दिवा. दिव्याच्या खालच्या बाजूला Nov 8 1904 अशी अक्षरे स्पष्ट दिसतात.

नंतरच्या काळात कार्बन फिलामेंटमध्ये बदल होत टंगस्टन फिलामेंट निर्माण झाली. बल्बच्या आत फक्त निर्वात पोकळीऐवजी उदासीन वायू (इनर्ट गॅसेस) वापरून फिलामेंटचे आयुष्य वाढवले गेले.
परंतु एकंदर वापरलेल्या विजेच्या प्रमाणात दिला जाणारा प्रकाश बघता ९५% ऊर्जा उष्णतेच्या रूपात बाहेर फेकली जाते आणि जेमतेम ५% ऊर्जा प्रकाश मिळवण्यात कामी येते हे लक्षात आल्यानंतर, संशोधनाने पुन्हा एकदा जोर पकडला. यातून फ्लुरोसंट दिवे, म्हणजे ज्याला आपण ट्यूबलाईट म्हणतो, ते पेटले! यात काचेच्या नळीत दोन्ही बाजूला एलेक्ट्रोड असतात आणि थोडा पारा असतो. मोठ्या प्रमाणावर विद्युतदाब (हाय वोल्टेज) निर्माण करून पार्‍याची वाफ केली जाते आणि त्या वाफेतून अतिनील (अल्ट्राव्हॉयलेट) किरण बाहेर पडतात. नळीच्या आतल्या बाजूने फॉस्फरचा थर दिलेला असतो (ज्यामुळे आपल्याला ट्यूब पांढरी दिसते). त्या थरात हे अतिनील किरण शोषले जाऊन दृश्य प्रकाश बाहेर पडतो. (काय गंमत आहे ना, शास्त्रज्ञांनी 'दिवे लावल्या'मुळे आपली 'ट्यूब पेटली'! )
ट्यूब, स्टार्टर, चोक आणि ज्यात ट्यूब बसवायची ती जोडणी, हे नुसत्या बल्ब आणि सॉकेटपेक्षा महाग पडते. परंतु ट्यूबलाईट्सची कार्यक्षमता (एफीशियंसी) बल्बपेक्षा जास्त असते, त्यामुळे विजेचे बिल कमी होऊन हे जास्तीचा खर्च वळता होऊ शकतो.
सध्याच्या 'हरित ऊर्जा' जमान्यात जास्तीत जास्त ऊर्जा बचतीचे वेध सगळ्यांनाच लागले आहेत. त्यामुळे युरोपात बल्बच्या निर्मितीवरच निर्बंध आले आहेत. अमेरिकेत २०१५पर्यंत साधे बल्ब्ज वापरातून हळूहळू नाहीसे करण्याचे धोरण अवलंबिले जाईल. इतर देशांतही हे लोण लवकरच पोहोचेल असे वाटते.
पुढे मग साधा चोक आणि स्टार्टरऐवजी इलेक्ट्रॉनिक बॅलास्ट्स शोधले गेले. वजन आणि आकार छोटा करणे, क्षमता वाढवणे अशांसाठी याचा मुख्य उपयोग झाला.
मग जमाना आला तो सीएफएलचा (काँपॅक्ट फ्लूरोसंट लँपचा). ह्यात बल्बचे एडिसन सॉकेट वापरूनच बसवता येईल अशी छोटी ट्यूब असते आणि त्याच्या तळाशी संपूर्ण इलेक्ट्रॉनिक स्टार्टर असतो.

वरचे चित्र आहे फिलिप्स कंपनीने बनवलेल्या पहिल्या सीएफएल दिव्याचे. १८ वॉट क्षमतेचा हा दिवा साध्या ६० वॉट बल्बइतकाच प्रकाश देऊ शकतो.
आहे ते सॉकेट वापरूनच विजेचा खर्च कमी करता येणे, ही युक्ती घरगुती वापरासाठी अगदी मोलाची ठरली आणि हे दिवे मोठ्या प्रमाणावर यशस्वी ठरले.
व्यावसायिक वापरासाठी (उदा. हॉटेल्स, मॉल्स इ.साठी) छोटे हॅलोजन दिवे वापरले जातात, ज्यात कमी ऊर्जा वापरून प्रखर प्रकाश मिळवला जातो. खालचे चित्र हॅलोजन दिव्याचे आहे.

रस्ते, स्टेडियम, मोठी गोदामे, जिम्नॅशियम अशा आकाराने मोठ्या जागी मात्र छोटे दिवे उपयोगी पडत नाहीत. तिथे एचडीएल दिवे (हाय इंटेन्सिटी डिस्चार्ज लँप्स) वापरले जातात. यामध्ये काचेच्या नळीत किंवा गोलात एक ट्यूब असते. या ट्यूबमध्ये गॅसची आणि धातूची पावडर भरलेली असते. ट्यूबच्या टोकाला इलेक्ट्रोड असतात. यामध्ये मोठा विद्युतदाब निर्माण करुन विद्युत शलाका (आर्क) तयार केली जाते. वायूमुळे शलाका तयार व्हायला मदत होते. एकदा शलाका तयार झाली की धातूची पावडर वितळून तिचा प्लाझ्मा तयार होतो. तयार झालेल्या शलाकेच्या प्रकाशाची तीव्रता प्लाझ्मामुळे कित्येक पटीने वाढवली जाऊन झगझगीत प्रकाश बाहेर पडतो. ट्यूबपेक्षा किंवा बल्बपेक्षा हे दिवे अधिक कार्यक्षम असतात, कारण खर्च केलेल्या विजेच्या प्रमाणापेक्षा ते जास्त प्रकाश देतात.
एचडीएल दिवे -

फिलिप्स कंपनी एचडीएल दिवे बनवण्यात अग्रणी आहे. जगातल्या बहुसंख्य स्टेडियममधले दिवे हे फिलिप्सने बनवलेले आहेत.
सेमीकंडक्टरच्या (अर्धवाहकाच्या) शोधानंतर इलेक्ट्रॉनिक्स विश्वात क्रांतीच झाली. डायोड आणि ट्रान्झिस्टर यांच्या शोधांमुळे इलेक्ट्रॉनिक्स वस्तूंचे आकारमान कमी होत गेले आणि त्यातल्या सोयीसुविधा वाढत गेल्या. दिव्यांच्या क्षेत्रातही हा शिरकाव न होता तरच नवल. एलईडी (लाईट एमिटिंग डायोड)च्या रूपाने हे नवीन जग खुले झाले. अत्यंत कमी ऊर्जा वापरून उत्तम प्रकाश मिळवता येतो, हे समजताच एलईडी दिवे तयार करण्यासाठी एकच झुंबड उडाली. ह्या दिव्यांसाठी लागणारे इलेक्ट्रॉनिक सर्किट महत्त्वाचे आहेच, शिवाय एलईडी हा बिंदुस्रोत (पॉइंट सोर्स) असल्याकारणाने, म्हणजे सर्वसामान्य दिव्याप्रमाणे प्रकाश चहूबाजूला फाकत नसल्याने, प्रकाश सगळीकडे एकसारखा पसरवण्यासाठी वेगळ्या प्रकारची भिंगे आणि काचेची टोपणे वापरली जातात आणि त्याची पेटंट्स घेतली जातात. फिलिप्स, जीई, सिल्वेनिया अशा कंपन्या यात आघाडीवर आहेत.

हिरवा, निळा आणि लाल अशा तीन रंगांच्या प्रकाशांचा वापर करून पांढरा दृश्य प्रकाश मिळवता येतो किंवा निळ्या एलईडीमध्ये फॉस्फरसचा वापर करून पांढरा प्रकाश मिळवता येतो. सध्या एलईडी दिवे बनवण्याचा खर्च बराच जास्त असल्याने स्टुडियोज, हॉटेल्स, पंचतारांकित सुविधा, विमानतळ, मोठ्या कंपन्यांची कार्यालये अशी ठिकाणे वगळता सर्वसामान्य घरगुती वापरासाठी हे दिवे तितकेसे वापरले जात नाहीत. परंतु यांचा उत्पादन खर्च वेगाने कमी होत आहे. वीज वापराचा खर्च कमी करण्यासाठी, शिवाय पार्‍यासारखी घातक द्रव्य वापरण्यावर येणारी बंधने बघता पुढल्या दहा वर्षात एलईडी दिवे मोठ्या प्रमाणावर वापरात येतील, हे निश्चित.
फिलिप्स कंपनीने तयार केलेले एलईडी मॉड्यूल -

वरचा दिवा हा एलप्राईज लँप म्हणून ओळखला जातो. ६० वॉट्च्या साध्या दिव्याला पर्याय म्हणून शोधलेला आणि डिम (मंद) करता येऊ शकेल असा हा दिवा शोधून फिलिप्सने अमेरिकन ऊर्जा खात्याने ठेवलेले मिलियन डॉलरचे बक्षीस जिंकले आहे.
तर असा हा दिव्यांचा प्रवास शेकडो वर्षे सुरूच आहे. मानवाच्या प्रगतीत, आत्तापर्यंतच्या वाटचालीत ह्या दिव्यांनी दिलेले योगदान फार मोठे आहे.
विजेवर चालणारे दिवे आले तरी आजही संध्याकाळी देवासमोर तेलवात करून
'दिव्या दिव्या दीपत्कार,
कानी कुंडल मोतीहार
दिव्याला पाहून नमस्कार'
असे म्हणून हात जोडून प्रार्थना करावीशी वाटते की, पुढल्या पिढ्यांसाठी पथदर्शक असे काही माझ्या हातून घडू दे, याकरता माझ्या आयुष्यात ज्ञानाचा दिवा लाव!
श्रेय अव्हेर - चित्र क्रमांक एक आणि सात आंतरजालावरून साभार.
बाकीची सर्व चित्रे फिलिप्स प्रयोगशाळा, शिकागो येथे मी स्वतः घेतलेली आहेत.
स्वतःच्या खाजगी संग्रहातल्या दिव्यांची चित्रे घेण्याची अनुमती दिल्याबद्दल फिलिप्सचा संशोधक बॉब एरहार्डचा मी आभारी आहे.