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爱迪生与灯泡

发布时间:2015/7/29 14:25:16
在电灯问世以前,人们普遍使用的照明工具是蜡烛、煤油灯或煤气灯。这种灯因燃烧煤油或煤气,因此,有浓烈的黑烟和刺鼻的臭味,并且要经常添加燃料,擦洗灯罩,因而很不方便。更严重的是,这种灯很容易引起火灾,酿成大祸。多少年来,很多科学家想尽办法,想发明一种既安全又方便的电灯。
 
灯是人类征服黑夜的一大发明。真正发明电灯使之大放光明的是美国发明家爱迪生。他是铁路工人的孩子,小学未读完就辍学,在火车上卖报度日。爱迪生是一个异常勤奋的人,喜欢做各种实验,制作出许多巧妙机械。他对电器特别感兴趣,自从法拉第发明电机后,爱迪生就决心制造电灯,为人类带来光明。 爱迪生在认真总结了前人制造电灯的失败经验后,制定了详细的试验计划,分别在两方面进行试验:一是分类试验1600多种不同耐热的材料;二是改进抽空设备,使灯泡有高真空度。他还对新型发电机和电路分路系统等进行了研究。19世纪初,英国一位化学家用2000节电池和两根炭棒,制成世界上_盏弧光灯。但这种光线太强,只能安装在街道或广场上,普通家庭无法使用。无数科学家为此绞尽脑汁,想制造一种价廉物美、经久耐用的家用电灯。1879年10月21日,一位美国发明家通过长期的反复试验,终于点燃了世界上_盏有实用价值的电灯。从此,这位发明家的名字,就象他发明的电灯一样,走入了千家万户。他,就是被后人赞誉为“发明大王”的爱迪生。1847年2月11日,爱迪生诞生于美国俄亥俄州的米兰镇。他一生只在学校里念过三个月的书,但他勤奋好学,勤于思考,其发明创造了电灯、留声机、电影摄影机等1000多种成果,为人类做出了重大的贡献。 爱迪生12岁时,便沉迷于科学实验之中,经过自己孜孜不倦地自学和实验,16岁那年,便发明了每小时拍发一个信号的自动电报机。后来,又接连发明了自动数票机,_架实用打字机、二重与四重电报机,自动电话机和留声机等。有了这些发明成果的爱迪生并不满足,1878年9月,爱迪生决定向电力照明这个堡垒发起进攻。他翻阅了大量的有关电力照明的书籍,决心制造出价钱便宜,经久耐用,而且安全方便的电灯。他从白热灯着手试验。把一小截耐热的东西装在玻璃泡里,当电流把它烧到白热化的程度时,便由热而发光。他首先想到炭,于是就把一小截炭丝装进玻璃泡里,刚一通电可马上就断裂了。“这是什么原因呢?”爱迪生拿起断成两段的炭丝,再看看玻璃泡,过了许久,才忽然想起,“噢,也许因为这里面有空气,空气中的氧又帮助炭丝燃烧,致使它马上断掉!”于是他用自己手制的抽气机,尽可能地把玻璃泡里的空气抽掉。一通电,果然没有马上熄掉。但8分钟后,灯还是灭了。可不管怎么说,爱迪生终于发现:真空状态对白热灯非常重要,关键是炭丝,问题的症结就在这里。那么应选择什么样的耐热材料好呢?爱迪生左思右想,熔点_,耐热性较强要算白金啦!于是,爱迪生和他的助手们,用白金试了好几次,可这种熔点较高的白金,虽然使电灯发光时间延长了好多,但不时要自动熄掉再自动发光,仍然很不理想。爱迪生并不气馁,继续着自己的试验工作。他先后试用了钡、钛、锢等各种稀有金属,效果都不很理想。过了一段时间,爱迪生对前边的实验工作做了一个总结,把自己所能想到的各种耐热材料全部写下来,总共有1600种之多。接下来,他与助手们将这1600种耐热材料分门别类地开始试验,可试来试去,还是采用白金_为合适。由于改进了抽气方法,使玻璃泡内的真空程度更高,灯的寿命已延长到2个小时。但这种由白金为材料做成的灯,价格太昂贵了,谁愿意化这么多钱去买只能用2个小时的电灯呢?实验工作陷入了低谷,爱迪生非常苦恼,一个寒冷的冬天,爱迪生在炉火旁闲坐,看着炽烈的炭火,口中不禁自言自语道:“炭、炭……。”可用木炭做的炭条已经试过,该怎么办呢?爱迪生感到浑身燥热,顺手把脖子上的围巾扯下,看到这用棉纱织成的围脖,爱迪生脑海突然萌发了一个念头:对!棉纱的纤维比木材的好,能不能用这种材料?他急忙从围巾上扯下一根棉纱,在炉火上烤了好长时间,棉纱变成了焦焦的炭。他小心地把这根炭丝装进玻璃泡里,一试验,效果果然很好。爱迪生非常高兴,紧接又制造很多棉纱做成的炭丝,连续进行了多次试验。灯泡的寿命一下子延长13个小时,后来又达到45小时这个消息一传开,轰动了整个世界。使英国伦敦的煤气股票价格狂跌,煤气行也出现一片混乱。人们预感到,点燃煤气灯即将成为历史,未来将是电光的时代。大家纷纷向爱迪生祝贺,可爱迪生却无丝毫高兴的样子,摇头说道:“不行,还得找其它材料!” “怎么,亮了45个小时还不行?”助手吃惊地问道。“不行!我希望它能亮1000个小时,_是16000个小时!”爱迪生答道。大家知道,亮1000多个小时固然很好,可去找什么材料合适呢爱迪生这时心中已有数。他根据棉纱的性质,决定从植物纤维这方面去寻找新的材料。于是,马拉松式的试验又开始了。凡是植物方面的材料,只要能找到,爱迪生都做了试验,甚至连马的鬃,人的头发和胡子都拿来当灯丝试验。_后,爱迪生选择竹这种植物。他在试验之前,先取出一片竹子,用显微镜一看,高兴得跳了起来。于是,把炭化后的竹丝装进玻璃泡,通上电后,这种竹丝灯泡竟连续不断地亮了1200个小时这下,爱迪生终于松了口气,助手们纷纷向他祝贺,可他又认真地说道:“世界各地有很多竹子,其结构不尽相同,我们应认真挑选一下!”助手深为爱迪生精益求精的科学态度所感动,纷纷自告奋勇到各地去考察。经过比较,在日本出产的一种竹子_为合适,便大量从日本进口这种竹子。与此同时,爱迪生又开设电厂,架设电线。过了不久,美国人民便用上这种价廉物美,经久耐用的竹丝灯泡。竹丝灯用了好多年。直到1906年,爱迪生又改用钨丝来做,使灯泡的质量又得到提高,一直沿用到_。当人们点亮电灯时,每每会想到这位伟大的发明家,是他,给黑暗带来无穷无尽的光明。1979年,美国花费了几百万美元,举行长达一年之久的纪念活动,来纪念爱迪生发明电灯一百周年。 工作原理电灯是将电能转化为光能,以提供照明的设备,其工作原理是:电流通过灯丝(钨丝,熔点达3000多摄氏度)时产生热量,螺旋状的灯丝不断将热量聚集,使得灯丝的温度达2000摄氏度以上,灯丝在处于白炽状态时,就象烧红了的铁能发光一样而发出光来。灯丝的温度越高,发出的光就越亮。故称之为白炽灯。从能量的转换角度看,电灯发光时,大量的电能将转化为热能,只有极少一部分可以转化为有用的光能。   电灯发出的光是全色光,但各种色光的成份比例是由发光物质(钨)以及温度决定的。比例不平衡就导致了光的颜色的偏色,所以在白炽灯下物体的颜色不够真实。(即显色性不高)电灯用久了会发黑的原因在电灯内发亮的是钨丝,钨丝可以在很高的温度下保持稳定而不会融化,而是直接升华成气体,等关灯后,温度下降,钨气又重新凝华成固体覆在了灯泡内壁上,因为钨是黑色固体,所以白炽灯用久了以后,钨在灯内壁反复累集,灯泡就会变黑了。电灯是有寿命的,一般发黑后,寿命也就不长了,黑色的灯泡会影响照明质量,而且也不美观,所以用时间太长发黑的灯泡不如尽快换掉,尤其是显眼位置,需要良好照明的地方要尽早的换,以免灯泡突然坏掉而没有备用灯泡,影响的正常的照明和生活,造成各种不便。   
 
电灯的寿命跟灯丝的温度有关,因为温度越高,灯丝就越容易升华(钨直接变成钨气),当钨丝升华到比较细瘦时,通电后就很容易烧断,从而结束了灯的寿命。所以,电灯的功率(瓦数)越大,寿命就越短。
 
 

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