影響世界曆史進程的科學發明

§6燈泡的發明

§6燈泡的發明(1/3)

燈是人類征服黑夜的一大發明。19世紀以前,人們一般用油燈、蠟燭等來照明。在電燈問世以前,人們普遍使用的照明工具是煤油燈或煤氣燈。這雖已衝破黑夜,但仍未能把人類從黑夜的限製中徹底解放出來。隻有發電機的誕生,才使人類能用各色各樣的電燈使世界大放光明,把黑夜變為白晝,擴大了人類活動的範圍,贏得更多時間為社會創造財富。

19世紀初,英國一位化學家製成世界上第一盞弧光燈。但這種光線太強,隻能安裝在街道或廣場上,普通家庭無法使用。無數科學家為此絞盡腦汁,想製造一種價廉物美、經久耐用的家用電燈的這一天終於來到了。1879年10月21日,一位美國發明家通過長期的反複試驗,終於點燃了世界上第一盞有實用價值的電燈。從此,這位發明家的名字,就像他發明的電燈一樣,走入了千家萬戶。他,就是被後人讚譽為“發明大王”的愛迪生。 愛迪生是一個異常勤奮的人,喜歡做各種實驗,製作出許多巧妙機械。他對電器特別感興趣,自從法拉第發明電機後,愛迪生就決心製造電燈,為人類帶來光明。

愛迪生在發明電燈的過程中,認真總結了前人製造電燈的失敗經驗後。前後經曆了無數次的失敗,但是他毫不氣餒,終於用棉紗變成了焦焦的炭。他小心地把這根炭絲裝進玻璃泡裏,一試驗,效果果然很好。燈炮的壽命一下子延長13個小時,後來又達到45小時。就這樣,世界上第一批炭絲的白熾燈問世了。1879年除夕,愛迪生電燈公司所在地洛帕克街燈火通明。愛迪

生發明的這種炭絲電燈與以往的電弧燈相比,無疑顯得實用多了。它的出現,標誌著人類使用電燈的曆史正式開始。然而,這種炭絲電燈亮度不理想,燈絲的製作方法比較複雜,使用的壽命也不是很長。因此,世界各國的科學家都在致力於白熾燈的改進。

愛迪生改用碳化了的卡紙大大改進電燈壽命後,生產商就迫不及待地把它投入生產。愛迪生在一八七七年開始了改革弧光燈的試驗,提出了要搞分電流,變弧光燈為白光燈。這項試驗要達到滿意的程度。必須找到一種能燃燒到白熱的物質做燈絲,這種燈絲要經住熱度在二千度一千小時以上的燃燒。同時用法要簡單,能經受日常使用的擊碰,價格要低廉,還要使一個燈的明和滅不影響另外任何一個燈的明和滅,保持每個燈的相對獨立性為了選擇這種做燈。這在當時是極大膽的設想,需要下極大的功夫去探索,去試驗。

愛迪生先是用炭化物質做試驗,失敗後又以金屬鉑與銥高熔點合金做燈絲試驗,還做過上質礦石和礦苗共一千六百種不同的試驗,結果都失敗了。但這時他和他的助手們已取得了很大進展,已知道白熱燈絲必須密封在一個高度真空玻璃球內,而不易溶掉的道理。這樣,他的試驗又回到炭質燈絲上來了。他晝夜不息地試驗,到了一八八0年的上半年,愛迪生的白熱燈試驗仍無結果。有一天,他把試驗室裏的一把芭蕉扇邊上縛著一條竹絲撕成細絲,全副精力在炭化上下功夫,僅植物類的炭化試驗就達六千多種。他的試驗筆記簿多達二百多本,共計四萬餘頁,先後經過三

年的時間。他每天工作十八、九個小時。每天清早三、四點的時候,他才頭枕兩、三本書,躺在實驗用的桌子下麵睡覺。有時他一天在凳子上睡三、四次,每次隻半小時。

1880年,他製造出能連續亮上1200個小時的毛竹絲燈。在炭絲電燈誕生30年後的1909年,美國通用電器公司的庫裏基發明了以鎢絲做燈絲的電燈泡。這種電燈與炭絲電燈相比,燈泡竟連續不斷地亮了1200個小時!又前進了一步。

白熾燈的發明,美國通常歸功於愛迪生,英國則歸功於斯旺。在英國,電燈發明百周年紀念於1978年10月舉行,而美國則於一年後的11月舉行。

兩位發明家的競爭十分激烈,專利糾紛幾乎不可避免,後來,兩人達成協議,合資組建了愛迪生──斯旺 愛迪生電燈公司,在英國生產白熾燈。

現代的鎢絲白熾燈到1908年才由美國發明家庫利奇試製成功。發光體是用金屬鎢拉製的燈絲,這種材料最可貴的特點是其熔點很高,即在高溫下仍能保持固態。事實上,一隻點亮的白熾燈的燈絲溫度高達3000℃。正是由於熾熱的燈絲產生了光輻射,才使電燈發出了明亮的光芒。因為在高溫下一些鎢原子會蒸發成氣體,並在燈泡的玻璃表麵上沉積,使燈泡變黑,因此白熾燈都被造成“大腹便便”的外型,這是為了使沉積下來的鎢原子能在一個比較大的表麵上彌散開。否則的話,燈泡在很短的時間內就會被熏黑了。由於燈絲在不斷地被升華,所以會逐漸變細,直至最後斷開,這時一隻燈泡的壽命也就結束了。

(本章完)