愛迪生發(fā)明電燈的故事
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(dá)到滿意的程度。必須找到一種能燃燒到白熱的物質(zhì)做燈絲,這種燈絲要經(jīng)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(jīng)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(dāng)時是極大膽的設(shè)想,需要下極大的功夫去探索,去試驗。 絲用的物質(zhì),愛迪生先是用炭化物質(zhì)做試驗,失敗后又以金屬鉑與銥高熔點合金做燈絲試驗,還做過上質(zhì)礦石和礦苗共一千六百種不同的試驗,結(jié)果都失敗了。但這時他和他的助手們已取得了很大進(jìn)展,已知道白熱燈絲必須密封在一個高度真空玻璃球內(nèi),而不易溶掉的道理。這樣,他的試驗又回到炭質(zhì)燈絲上來了。他晝夜不息地用到了一八八0年的上半年,愛迪生的白熱燈試驗仍無結(jié)果。有一天,他把試驗室里的一把芭蕉扇邊上縛著一條竹絲撕成細(xì)絲,全副精力在炭化上下功夫,僅植物類的炭化試驗就達(dá)六千多種。他的試驗筆記簿多達(dá)二百多本,共計四萬余頁,先后經(jīng)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面睡覺。有時他一天在凳子上睡三、四次,每次只半小時。
到了一八八0年的上半年,愛迪生的白熱燈試驗仍無結(jié)果,就連他的助手也灰心了。有一天,他把試驗室里的一把芭蕉扇邊上縛著一條竹絲撕成細(xì)絲,經(jīng)炭化后做成一根燈絲,結(jié)果這一次比以前做的種種試驗都優(yōu)異,這便是愛迪生最早發(fā)明的白熱電燈——竹絲電燈。這種竹絲電燈繼續(xù)了好多年。直到一九0八年發(fā)明用鎢做燈絲后才代替它。愛迪生在這以后開始研制的堿性蓄電池,困難很大,他的鉆研精神,更是十分驚人。這種蓄電池是用來供給原動力的。他和一個精選的助手苦心孤詣地研究了近十年的時間,經(jīng)歷了許許多多的艱辛與失敗,一會兒他以為走到目的地了,但一會兒又知道錯了。但愛迪生從來沒有動搖過,而再重新開始。大約經(jīng)過五萬次的試驗,寫成試驗筆記一百五十多本,方才達(dá)到目的.
愛迪生和他的助手們,用白金試了好幾次,可這種熔點較高的白金,雖然使電燈發(fā)光時間延長了好多,但不時要自動熄掉再自動發(fā)光,仍然很不理想。
愛迪生并不氣餒,繼續(xù)著自己的試驗工作。他先后試用了鋇、鈦、錮等稀有金屬,效果都不很理想。
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,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)真空。
燈的壽命已延長到2個小時。但這種由白金為材料做成的燈,價格太昂貴了,誰愿意化這么多錢去買只能用2個小時的電燈呢? 愛迪生看到這用棉紗織成的圍脖,愛迪生腦海突然萌發(fā)了一個念頭: 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,小心地把這根炭絲裝進(jìn)玻璃泡里,效果果然很好。
愛迪生非常高興,制造了很多棉紗做成的炭絲,進(jìn)行多次試驗。燈炮的壽命延長13個小時,后來又達(dá)到45小時。
“我希望它能亮1000個小時,最好是16000個小時!”愛迪生說道。最后,愛迪生終于選擇了竹子。
他先取出一片竹子,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個小時! 他終于做出了自己滿意的電燈。
愛迪生發(fā)明電燈的故事
在很久以前沒有發(fā)明燈泡的時候,很多人晚上的照明一般是使用蠟燭燈、煤油燈等,讓人們生活倍感不便,那時候的愛迪生內(nèi)心十分的苦惱,他決心要發(fā)明一種能夠耐用的光線明亮的燈泡。于是愛迪生在實驗室里面不斷地進(jìn)行各種材料試驗,使用了一種碳條進(jìn)行試驗可是這種材料十分的脆弱,根本難以作為燈泡材料,失敗之后又開始使用了釕和鉻這些材料進(jìn)行試驗,當(dāng)燈泡亮起來時候他非常高興,認(rèn)為這種材料十分適合用于制作燈泡的燈絲,可是大約幾分鐘之后燈絲也燒斷了。
幾年之后愛迪生失敗的經(jīng)歷被許多的人嘲笑,認(rèn)為他是做白日夢,尤其是認(rèn)為愛迪生做了很多失敗的實驗。面對別人的質(zhì)疑和不信任,愛迪生卻并沒有放棄燈絲實驗計劃,反而以此為動力繼續(xù)展開自己的科學(xué)實驗,于是又試驗了一種碳化棉簽作為燈絲材料,把燈泡中真空花,這種材料還是堅持很久,可是在四十五小時不久就燒斷了,但是愛迪生已經(jīng)興奮不已了,他已經(jīng)嘗試了超過六千多次的實驗了,而這一次無疑是找到突破點。
愛迪生又開始進(jìn)行了燈絲實驗,功不負(fù)有心人,他發(fā)現(xiàn)了鎢絲可以作為電燈材料,為此他欣喜若狂,這種材料是燈泡的絕佳材料,發(fā)出的光線十分的明亮,又不易燒斷適合長期使用。如此燈泡便慢慢的進(jìn)入了尋常百姓家,成為我們夜晚中必備的照明工具。
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),在火車上賣報度日。愛迪生是一個異常勤奮的人,喜歡做各種實驗,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。 1879年,幾經(jīng)實驗,愛迪生最后決定用炭絲來作燈絲。
他把一截棉絲撒滿炭粉,彎成馬蹄形,裝到坩鍋中加熱,做成燈絲,放到燈泡中,再用抽氣機(jī)抽去燈泡內(nèi)空氣,電燈亮了,竟能連續(xù)使用45個小時。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。
早在1821年,英國的科學(xué)家戴維和法拉第就發(fā)明了一種叫電弧燈的電燈.這種電燈用炭棒作燈絲,雖然能發(fā)出亮光,但光線刺眼,壽命短.
于是,愛迪生開始試驗作為燈絲的材料,愛迪生以極大的毅力和耐心,試驗了1600多種材料,用炭條、白金絲,還有釕、鉻等金屬作燈絲,都以失敗而告終.面對失敗,面對有些人的冷嘲熱諷,愛迪生沒有退卻.經(jīng)過13個月的艱苦奮斗,愛迪生試用了6000多種材料,試驗了7000多次,終于發(fā)現(xiàn)可以用棉線做燈絲,足足亮了45小時燈絲才被燒斷.這是人類第一盞有實用價值的電燈.這一天——1879年10月21日,被人們定為電燈發(fā)明日.愛迪生經(jīng)進(jìn)一步試驗發(fā)現(xiàn)用竹絲作燈絲效果很好,燈絲耐用,燈泡可亮1200個小時.此后,電燈開始進(jìn)入尋常百姓家.
后來,人們便一直使用這種用竹絲作燈絲的燈泡.幾十年后,又對它進(jìn)行了改進(jìn),即用鎢絲作燈絲,并在燈泡內(nèi)充入惰性氣體氮或氬.
這樣,燈泡的壽命又延長了許多.我們現(xiàn)在使用的就是這種燈泡.
1 愛迪生發(fā)明電泡的過程
第一盞實用白熾燈
用鉑線研制白熾燈,已經(jīng)相當(dāng)成功,可是它的價格畢竟太貴了。他決心要制造一種更好的電燈來。
試驗用的線卷每次得從費城的吹玻璃人那里運來,浪費了不少時間,而且在中途又免不了破碎損失,這很使他煩惱。后來,他干脆雇了一個名叫波姆(Ludwing Boehm )的青年為他制造“玻璃丁包”。
一天晚上,愛迪生留在實驗室很晚,他心不在焉地把一塊壓縮的煙煤在手中搓卷著。他好像在幻想著什么似的,不知不覺的把手中的煙煤搓成一根細(xì)線。他突然想到,這也許可以制造出比較好的電燈來。
他把身邊的一卷棉紗截下一小段,放在爐中熏了約1小時,再把它裝在玻璃泡里,抽去空氣,而后把電流接上。這脆弱的棉線立即發(fā)出耀目的亮光來。可是炭線經(jīng)不住電池的全部的電壓,不久就燒斷了。他把這斷線放在顯微鏡下檢查,發(fā)現(xiàn)經(jīng)過炭化后的棉線變得異常的堅硬了。
于是他便加緊努力。他拋棄了用棉線的方法,試用木材的細(xì)條,接著又用稻草、紗紙、線、馬尼拉麻繩、馬鬃、釣魚線、麻栗、硬橡皮、栓木、藤條、玉蜀黍纖維,甚至人的胡須、頭發(fā)都用來當(dāng)作燈絲。
愛迪生在休倫港車站學(xué)電報的時候,麥肯齊站長熱心教過他電碼。愛迪生建立研究所以后,特地請他到所里來工作。這時,麥肯齊已經(jīng)上了年紀(jì),實際上做不了多少事,愛迪生聘請他來,不過是為了報答他的情誼,讓他掛個閑職養(yǎng)老罷了。麥肯齊是蘇格蘭人,長著紅棕色的頭發(fā)和胡子。有一天,愛迪生正在為燈絲材料冥思苦想,忽然看見了麥肯齊的紅胡子,不由眼睛一亮。他問麥肯齊,為了電燈實驗,能不能借用一樣?xùn)|西。愛迪生懷著極大的興趣挑選了幾根粗胡子,先進(jìn)行炭化處理,然后裝進(jìn)燈泡里做實驗。這時,他已經(jīng)設(shè)計出一種新的抽氣機(jī),燈泡的真空度有明顯的提高。
遺憾的是,實驗結(jié)果表明,用胡子做燈絲,還是沒有成功。麥肯齊找到愛迪生,把胸口一拍說:“再試試我的頭發(fā)吧!”愛迪生說,頭發(fā)和胡子的性質(zhì)一樣,沒有采納。但是,麥肯齊的獻(xiàn)身精神是感人的。愛迪生先后用近1600種材料進(jìn)行了實驗,但都一一失敗了。
從10月16日開始,經(jīng)過5天的探索,出現(xiàn)了最終的突破。這次愛迪生又重新使用棉線,他把棉線擺成各種圓弧形,然后放在一個密閉的金屬盒內(nèi),進(jìn)行幾個小時的炭化處理。數(shù)小時后,取出金屬盒,打開后,棉線已成為炭絲。這時,“巴切勒極為小心地拿著這根寶貝,向吹制燈泡的車間走去,而我則像護(hù)送著無價之寶的護(hù)衛(wèi)?!保◥鄣仙Z)直到第四天,他終于取出了一段完整的炭絲,并順利地把它裝在一個玻璃燈泡里,接通電源。果然,燈絲發(fā)出亮光。可是,這樣的電燈只亮了一會兒,炭絲就被燒斷了。
炭絲燈雖然只亮了很短的時間,但卻給電燈的研究帶來成功的希望。報紙刊登了這個消息,沒想到,愛迪生卻因此遭到很多的誹謗和攻擊。在當(dāng)時,大多是用煤氣燈照明,那些煤氣公司的老板們怕電燈的出現(xiàn)使他們在經(jīng)濟(jì)上蒙受重大損失,因此就拼命地反對電燈的研究工作,他們竭力要使人們相信,愛迪生是個善于吹牛的大騙子。
有些正統(tǒng)的科學(xué)家也付之一笑,認(rèn)為年青的愛迪生想入非非,不相信他的研究會成功,認(rèn)為小型電燈是無法制造的。其他的電燈研究者也攻擊說,愛迪生盜竊了他們的研究成果。
有人譏笑他說:“不管愛迪生有多少電燈,只要有一只壽命超過20分鐘,我就愿付100美元,有多少付多少?!睂Υ?,愛迪生的回答,就是以堅定的信心,繼續(xù)試驗。
也有人說:“即使造出來,人們也點不起?!睈鄣仙鷦t堅定地回答說:“當(dāng)電燈普及之后,只有奢侈者才用得起蠟燭?!?
愛迪生立志要發(fā)明一種體積小、亮度大、壽命長、可任意開關(guān)的電燈。經(jīng)過多次的試驗、失敗、再試驗,在一天傍晚,愛迪生和助手們成功地把炭精絲裝進(jìn)了燈泡。一個德國籍的玻璃專家按照愛迪生的吩咐,把燈泡里的空氣抽到只剩下一個大氣壓的百萬分之一,封上了口。這為愛迪生的成功提供了先決條件。愛迪生接通電流,他們?nèi)找古瓮那榫敖K于出現(xiàn)在眼前:燈泡發(fā)出了金色的亮光!這一天是1879年10月21日,后來就把這一天定為電燈發(fā)明日。連續(xù)用了45個小時以后,這盞電燈的燈絲才被燒斷,這是人類第一盞有廣泛實用價值的電燈。
一般認(rèn)為電燈是由美國人湯馬士?愛迪生所發(fā)明。但倘若認(rèn)真的考據(jù),另一美國人亨利?戈培爾(Heinrich G?bel)比愛迪生早數(shù)十年已發(fā)明了相同原理和物料,而且可靠的電燈泡,而在愛迪生之前很多其他人亦對電燈的發(fā)明作出了不少貢獻(xiàn)。1801年,英國化學(xué)家戴維將鉑絲通電發(fā)光。他亦在1810年發(fā)明了電燭,利用兩根碳棒之間的電弧照明。1854年亨利?戈培爾使用一根炭化的竹絲,放在真空的玻璃瓶下通電發(fā)光。他的發(fā)明今天看來是首個有實際效用的白熾燈。他當(dāng)時試驗的燈泡已可維持400小時,但是并沒有即時申請設(shè)計專利。
1850年,英國人約瑟夫?威爾森?斯旺(Joseph Wilson Swan)開始研究電燈。1878年,他以真空下用碳絲通電的燈泡得到英國的專利,并開始在英國建立公司,在各家庭安裝電燈。
1874年,加拿大的兩名電氣技師申請了一項電燈專利。他們在玻璃泡之下充入氮氣,以通電的碳桿發(fā)光。但是他們無足夠財力繼續(xù)發(fā)展這發(fā)明,于是在1875年把專利賣給愛迪生。
愛迪生購下專利后,嘗試改良使用的燈絲。1879年他改以碳絲造燈泡,成功維持13個小時。到了1880年,他造出的炭化竹絲燈泡曾成功在實驗室維持1200小時。但是在英國,斯旺控告愛迪生侵犯專利,并且獲得勝訴。愛迪生在英國的電燈公司被迫讓斯旺加入為合伙人。但后來斯旺把他的權(quán)益及專利都賣了給愛迪生。在美國,愛迪生的專利亦被挑戰(zhàn)。美國專利局曾判決他的發(fā)明已有前科,屬于無效。最后經(jīng)過多年的官司,愛迪生才取得碳絲白熾燈的專利權(quán)。
愛迪生的最大發(fā)現(xiàn)是使用鎢代替碳作為燈絲。之后在1906年,通用電器發(fā)明一種制造電燈鎢絲的方法。最終廉價制造鎢絲的方法得到解決,鎢絲電燈泡被使用至今。
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