Valójában az elektromosság feltalálása előtt sem éltek koromsötétségben az emberek. A várak világításához nem csak egyszerű kézben tartott fáklyákat használtak, hanem egy komplett tudományt építettek rá, a maga kreatív mérnöki megoldásaival, fizikai trükkjeivel és leleményes optikai találmányokkal. Ezekről fogunk ma beszélni.
Fény elektromosság nélkül
A fő probléma nem abban állt, hogy tüzet gyújtsanak, hanem hogy a fényt hasznossá tegyék. A puszta fáklya vagy gyertya túl gyenge és bizonytalan lángot adott. A fény gyorsan kialudt a hideg légáramlatokban, a fáklya füstölt és kormozta a boltíveket, a nyílt láng pedig veszélyt jelentett a fa födémekre. Tulajdonképpen könnyen elképzelheted, hogy mennyire hatékony a tűz világítási célból, speciális eszközök nélkül – emlékezz csak vissza, hogy néz ki a tábortűz fénye.
Ezért a középkor mesterei különféle módszereket találtak ki a fény megsokszorozására anélkül, hogy a tűz mennyiségét növelték volna. Pontosan innen születtek az optikai trükkök – tükrös fülkék, polírozott fényvisszaverők, sárgaréz vagy vörösréz lemezek a lámpák mögött.
A kőfalakba néha mély, gömb alakú fülkéket vájtak, és azok nemcsak védték a lángot a huzattól, hanem előre is irányították a fényt, ugyanazon elv alapján, amelyen a zseblámpa parabolikus reflektora is működik.
Röviden szólva, a szögben beeső fénysugár úgy verődik vissza, hogy a fény energiája a kívánt zónában összpontosul. Ez a fényvisszaverődés törvényének legegyszerűbb alkalmazása, amelyet már az ókori mérnökök is ismertek. Néha a fülke falait fényesre polírozták vagy ónnal vonták be, hogy tükörhatást érjenek el. Egy ilyen kőből készült fényszóró egyetlen gyertyával is képes volt egy egész termet megvilágítani.
Állati zsír, méhviasz és a fény alkímiája
De a fény elosztásának problémája mellett valamit ÉGETNI is kellett. És korántsem rőzsét égettek. Minden anyagnak megvan a maga égési hőmérséklete és az eközben kibocsátott fény jellemző mennyisége.
A kerozin megjelenése előtt, amely nagyon jónak bizonyult ilyen célokra, tüzelőanyag-forrásként állati zsírok szolgáltak – leggyakrabban marha- vagy birkazsírt. Ezek sokáig égtek, de sűrű, szürkéskék füstöt adtak. Ezért a várakban különleges formájú lámpákat használtak: mély tálakat úszó kanóccal, ahol a felesleges zsír nem melegedett túl és nem forrt fel.
A lángot nem a kanóccal szabályozták (az rövid és tömör volt), hanem a tüzelőanyag hőmérsékletével – minél sűrűbb és hidegebb volt a zsír, annál halványabb volt az égés. Melegedés hatására a zsír folyékonyabbá vált, és a kanóc gyorsabban szívta fel – ez növelte a fényerőt. Fizikailag a folyamat egyszerű: több tüzelőanyag adagolásakor a láng hőmérséklete nő, ami azt jelenti, hogy nő a látható tartományban kibocsátott sugárzás.
Hogy megszabaduljanak a bűztől és a koromtól, a mesterek alkímiai adalékokat adtak hozzá. Zúzott krétát, sót, hamut, néha még rézport vagy salétromot is. Ezek az adalékok javították a tüzelőanyag oxidációját – az égés teljesebbé vált, a hőmérséklet emelkedett, a füst pedig szinte eltűnt. Néhány keverék, például az állati zsír és a halolaj keveréke, kékes vagy zöldes fényt adott, ami szinte misztikus külsőt kölcsönzött a termeknek.
A méhviasz luxusnak számított. Egyenletesen égett, korom nélkül, és mézillata volt. Viaszgyertyákat csak a templomokban és a nemeseknél használtak, mivel egy kilogramm viasz drágább volt az ezüstnél is. Viszont a viasz égésének fizikája ideális – egyenletesen olvad, a kanóc önmagát rövidíti, és a láng stabil marad.
Fáklyák korom nélkül
Az égés jó dolog. De ha zárt helyiségben tüzet gyújtasz, és olyan tüzelőanyagokat égetsz, amilyeneket akkoriban gyakran használtak, akkor füst lesz, a falakat pedig fekete koromréteg fogja beborítani. Ezért ezt figyelembe kellett venni.
A fáklya nem olyan egyszerű, mint amilyennek látszik. Valójában ez egy meglehetősen ötletes szerkezet. Egy egyszerű rongycsomó egy boton pár perc alatt leégett, és úgy füstölt (kormolt), hogy könnyezett tőle a szem. Az igazi várfáklyát többrétegűre készítették: a magja száraz, gyantával átitatott fenyőforgács, ezen egy réteg szövet, amelyet zsír, viasz és néha még bor (az alkoholok javították a gyúlékonyságot) keverékébe mártottak.
Hogy a fáklya ne kormoljon, fontos volt szabályozni a láng levegőellátását. A felső részét spirálisan körbetekerték – nem csupán a rögzítésért, hanem hogy szellőzőcsatornákat hozzanak létre. A levegő oldalról szívódott be, és keveredett a tüzelőanyag gőzeivel, ami szinte teljes égést biztosított. Lényegében ez a Venturi-cső primitív megfelelője, amelyet ma égőkben és motorokban alkalmaznak.
Egy másik titok a tartó formája volt. A fém csészék, amelyekben a fáklyák vagy gyertyák álltak, különleges, sziromszerűen homorú hajlítással rendelkeztek. Ez összegyűjtötte a füstöt és felfelé irányította, megakadályozva a korom lerakódását a falakon. A fizika itt egyszerű. A forró gázok felemelkednek, és ha megfelelő irányt adunk nekik, az áramlás stabillá válik.
A várak optikai trükkjei
A leggazdagabb várak valódi optikai kísérleteket is megengedhettek maguknak. Az építészek polírozott bronzlemezből vagy ónból készült tükörpaneleket használtak. Ezeket az ablakokhoz képest megfelelő szögben állították be, hogy „elkapják” a napfényt és a helyiség mélyére irányítsák. Néha egész galériákat világítottak meg csupán fényvisszaverődéssel, egyetlen gyertya nélkül.
A föld alatti járatokban még agyafúrtabb trükköt alkalmaztak – a fényaknákat. A falba egy függőleges csatornát építettek, amelyet fehér mésszel meszeltek ki, a felső nyílásába pedig egy fém fényvisszaverőt helyeztek. Napközben az „elkapta” a napsugarat és lefelé irányította. A fizika szempontjából ez a fény továbbításának legegyszerűbb rendszere a többszörös szóródás révén, a modern fényvezető (fénykábel) megfelelője.
