白熾燈的誕生

【專家解說】：燈是人類征服黑夜的一大發(fā)明。真正發(fā)明電燈使之大放光明的是美國發(fā)明家愛迪生。他是鐵路工人的孩子，小學(xué)未讀完就輟學(xué)，在火車上賣報(bào)度日。愛迪生是一個(gè)異常勤奮的人，喜歡做各種實(shí)驗(yàn)，制作出許多巧妙機(jī)械。他對電器特別感興趣，自從法拉第發(fā)明電機(jī)后，愛迪生就決心制造電燈，為人類帶來光明。 愛迪生在認(rèn)真總結(jié)了前人制造電燈的失敗經(jīng)驗(yàn)后，制定了詳細(xì)的試驗(yàn)計(jì)劃，分別在兩方面進(jìn)行試驗(yàn)：一是分類試驗(yàn)1600多種不同耐熱的材料；二是改進(jìn)抽空設(shè)備，使燈泡有高真空度。他還對新型發(fā)電機(jī)和電路分路系統(tǒng)等進(jìn)行了研究。 19世紀(jì)初，英國一位化學(xué)家用2000節(jié)電池和兩根炭棒，制成世界上第一盞弧光燈。但這種光線太強(qiáng)，只能安裝在街道或廣場上，普通家庭無法使用。無數(shù)科學(xué)家為此絞盡腦汁，想制造一種價(jià)廉物美、經(jīng)久耐用的家用電燈。 1879年10月21日，一位美國發(fā)明家通過長期的反復(fù)試驗(yàn)，終于點(diǎn)燃了世界上第一盞有實(shí)用價(jià)值的電燈。從此，這位發(fā)明家的名字，就象他發(fā)明的電燈一樣，走入了千家萬戶。他，就是被后人贊譽(yù)為“發(fā)明大王”的愛迪生。 1847年2月11日，愛迪生誕生于美國俄亥俄州的米蘭鎮(zhèn)。他一生只在學(xué)校里念過三個(gè)月的書，但他勤奮好學(xué)，勤于思考，其發(fā)明創(chuàng)造了電燈、留聲機(jī)、電影攝影機(jī)等1000多種成果，為人類做出了重大的貢獻(xiàn)。 愛迪生12歲時(shí)，便沉迷于科學(xué)實(shí)驗(yàn)之中，經(jīng)過自己孜孜不倦地自學(xué)和實(shí)驗(yàn)，16歲那年，便發(fā)明了每小時(shí)拍發(fā)一個(gè)信號(hào)的自動(dòng)電報(bào)機(jī)。后來，又接連發(fā)明了自動(dòng)數(shù)票機(jī)，第一架實(shí)用打字機(jī)、二重與四重電報(bào)機(jī)，自動(dòng)電話機(jī)和留聲機(jī)等。有了這些發(fā)明成果的愛迪生并不滿足，1878年9月，愛迪生決定向電力照明這個(gè)堡壘發(fā)起進(jìn)攻。他翻閱了大量的有關(guān)電力照明的書籍，決心制造出價(jià)錢便宜，經(jīng)久耐用，而且安全方便的電燈。 他從白熱燈著手試驗(yàn)。把一小截耐熱的東西裝在玻璃泡里，當(dāng)電流把它燒到白熱化的程度時(shí)，便由熱而發(fā)光。他首先想到炭，于是就把一小截炭絲裝進(jìn)玻璃泡里，剛一通電可馬上就斷裂了。 “這是什么原因呢？”愛迪生拿起斷成兩段的炭絲，再看看玻璃泡，過了許久，才忽然想起，“噢，也許因?yàn)檫@里面有空氣，空氣中的氧又幫助炭絲燃燒，致使它馬上斷掉！”于是他用自己手制的抽氣機(jī)，盡可能地把玻璃泡里的空氣抽掉。一通電，果然沒有馬上熄掉。但8分鐘后，燈還是滅了。 可不管怎么說，愛迪生終于發(fā)現(xiàn)：真空狀態(tài)對白熱燈非常重要，關(guān)鍵是炭絲，問題的癥結(jié)就在這里。 那么應(yīng)選擇什么樣的耐熱材料好呢？ 愛迪生左思右想，熔點(diǎn)最高，耐熱性較強(qiáng)要算白金啦！于是，愛迪生和他的助手們，用白金試了好幾次，可這種熔點(diǎn)較高的白金，雖然使電燈發(fā)光時(shí)間延長了好多，但不時(shí)要自動(dòng)熄掉再自動(dòng)發(fā)光，仍然很不理想。 愛迪生并不氣餒，繼續(xù)著自己的試驗(yàn)工作。他先后試用了鋇、鈦、錮等各種稀有金屬，效果都不很理想。 過了一段時(shí)間，愛迪生對前邊的實(shí)驗(yàn)工作做了一個(gè)總結(jié)，把自己所能想到的各種耐熱材料全部寫下來，總共有1600種之多。 接下來，他與助手們將這1600種耐熱材料分門別類地開始試驗(yàn)，可試來試去，還是采用白金最為合適。由于改進(jìn)了抽氣方法，使玻璃泡內(nèi)的真空程度更高，燈的壽命已延長到2個(gè)小時(shí)。但這種由白金為材料做成的燈，價(jià)格太昂貴了，誰愿意化這么多錢去買只能用2個(gè)小時(shí)的電燈呢？ 實(shí)驗(yàn)工作陷入了低谷，愛迪生非?？鄲?，一個(gè)寒冷的冬天，愛迪生在爐火旁閑坐，看著熾烈的炭火，口中不禁自言自語道：“炭炭……” 可用木炭做的炭條已經(jīng)試過，該怎么辦呢？愛迪生感到渾身燥熱，順手把脖子上的圍巾扯下，看到這用棉紗織成的圍脖，愛迪生腦海突然萌發(fā)了一個(gè)念頭： 對！棉紗的纖維比木材的好，能不能用這種材料？ 他急忙從圍巾上扯下一根棉紗，在爐火上烤了好長時(shí)間，棉紗變成了焦焦的炭。他小心地把這根炭絲裝進(jìn)玻璃泡里，一試驗(yàn)，效果果然很好。 愛迪生非常高興，緊接又制造很多棉紗做成的炭絲，連續(xù)進(jìn)行了多次試驗(yàn)。燈泡的壽命一下子延長13個(gè)小時(shí)，后來又達(dá)到45小時(shí)。 這個(gè)消息一傳開，轟動(dòng)了整個(gè)世界。使英國倫敦的煤氣股票價(jià)格狂跌，煤氣行也出現(xiàn)一片混亂。人們預(yù)感到，點(diǎn)燃煤氣燈即將成為歷史，未來將是電光的時(shí)代。 大家紛紛向愛迪生祝賀，可愛迪生卻無絲毫高興的樣子，搖頭說道：“不行，還得找其它材料！” “怎么，亮了45個(gè)小時(shí)還不行？”助手吃驚地問道?！安恍?！我希望它能亮1000個(gè)小時(shí)，最好是16000個(gè)小時(shí)！”愛迪生答道。 大家知道，亮1000多個(gè)小時(shí)固然很好，可去找什么材料合適呢？ 愛迪生這時(shí)心中已有數(shù)。他根據(jù)棉紗的性質(zhì)，決定從植物纖維這方面去尋找新的材料。 于是，馬拉松式的試驗(yàn)又開始了。凡是植物方面的材料，只要能找到，愛迪生都做了試驗(yàn)，甚至連馬的鬃，人的頭發(fā)和胡子都拿來當(dāng)燈絲試驗(yàn)。最后，愛迪生選擇竹這種植物。他在試驗(yàn)之前，先取出一片竹子，用顯微鏡一看，高興得跳了起來。于是，把炭化后的竹絲裝進(jìn)玻璃泡，通上電后，這種竹絲燈泡竟連續(xù)不斷地亮了1200個(gè)小時(shí)！ 這下，愛迪生終于松了口氣，助手們紛紛向他祝賀，可他又認(rèn)真地說道：“世界各地有很多竹子，其結(jié)構(gòu)不盡相同，我們應(yīng)認(rèn)真挑選一下！” 助手深為愛迪生精益求精的科學(xué)態(tài)度所感動(dòng)，紛紛自告奮勇到各地去考察。經(jīng)過比較，在日本出產(chǎn)的一種竹子最為合適，便大量從日本進(jìn)口這種竹子。與此同時(shí)，愛迪生又開設(shè)電廠，架設(shè)電線。過了不久，美國人民便用上這種價(jià)廉物美，經(jīng)久耐用的竹絲燈泡。 竹絲燈用了好多年。直到1906年，愛迪生又改用鎢絲來做，使燈泡的質(zhì)量又得到提高，一直沿用到今天。