电灯的原理很早就有人提出来了,就是用电通过导体,使得导体发热,当热到一定程度时,就发出白光(知道铁烧热会变红吧,若再热一些,就变白发光了)。但难处在于,要发出白光,要非常热,那个温度下,大多数金属都会被烧化,即使不被烧化,在那么高的温度下,金属很容易与空气中的氧气发生反应而被烧毁。
所以,关键在于找到一种能耐高温的、能导电的材料,还要想办法隔绝空气。
而爱迪生就是找到了一种廉价的材料:碳化的纤维(简单说来,就是烧焦的棉线),并且改进了抽气机,制造了真空度很高的的灯泡(绝对真空无法达到),解决了耐高温和抗氧化的问题。
当然,现在的灯泡和以前很不一样,不用碳化纤维了,用钨丝(钨是一种耐高温的金属),也不用真空灯泡,而是用充满氮气的灯泡(氮气不会与钨丝发生化学反应)。但基本原理是一样的。
另外,这里讲的是白炽灯泡。至于日光灯管,原理就完全不一样了,那是近代才发明出来的。
爱因斯坦是搞理论物理的,最著名的成果是相对论和光电效应假说。
爱迪生是搞实验物理的,是著名的发明大王,一生有2000多件发明,包括电灯、电唱机等。
找爱迪生发明电灯的故事。
英国的科学家戴维和法拉第发明了电弧灯。这种电灯用炭棒作灯丝。它虽然能发出亮光,但是光线刺眼,耗电量大,很不实用。因此爱迪生就暗下决心:“一定要发明一种灯光柔和的电灯,让千家万户都用得上。”
他开始着手于灯丝的材料:从传统的炭条到金属钌、铬、白金等,就这样,爱迪生试验了1600多种材料,但爱迪生面对试验的一次次失败却没有退却,他坚信:失败乃成功之母。
1879年10月,在一次偶然的机会下,爱迪生尝试用炭化棉线装进灯泡,接通电源后灯泡发出金黄色的光辉,把整个实验室照得通亮,经过13个月的艰苦奋斗,试用了6000多种材料,试验了7000多次,终于有了突破性的进展。
这盏电灯足足亮了45小时,灯丝才被烧断。这是人类第一盏有实用价值的电灯。后来1879年10月21这一天被人们定为电灯发明日,标志着可使用电灯的诞生。
但爱迪生没有满足,他要让灯泡的寿命延长后来他尝试用炭化后的竹丝作灯丝,试验结果表明,用竹丝作灯丝效果很好,灯丝耐用,灯泡可亮1200小时。于是电灯开始批量生产,此后,电灯开始进入寻常百姓家。
爱迪生发明电灯的故事短一点的
英国的科学家戴维和法拉第发明了一种叫电弧灯的电灯。这种电灯用炭棒作灯丝。它虽然能发出亮光,但是光线刺眼,耗电量大,寿命也不长,很不实用。因此,爱迪生就暗下决心:“电弧灯不实用,我一定要发明一种灯光柔和的电灯,让千家万户都用得上。”
他的实验开始着手于灯丝的材料:用传统的炭条作灯丝,一通电灯丝就断了。用钌、铬等金属作灯丝,通电后,亮了片刻就被烧断。用白金丝作灯丝,效果也不理想。就这样,爱迪生试验了1600多种材料。一次次的试验,一次次的失败,很多专家都认为电灯的前途黯淡。英国一些著名专家甚至讥讽爱迪生的研究是“毫无意义的”。一些记者也报道:“爱迪生的理想已成泡影。”爱迪生面对失败,面对所有人的冷嘲热讽,爱迪生没有退却。他明白,失败乃成功之母,每一次的失败,意味着又向成功走近了一步。
1879年10月,在一次偶然的机会下,爱迪生的老朋友麦肯基来看望他。爱迪生望着麦肯基说话时一晃一晃的长胡须,突然眼睛一亮,说:“胡子,先生,我要用您的胡子。”麦肯基剪下一绺交给爱迪生。爱迪生满怀信心地挑选了几根粗胡子,进行炭化处理,然后装在灯泡里。可令人遗憾的是,试验结果也不理想。“那就用我的头发试试看,没准还行。”麦肯基说。这句话深深的触动了爱迪生,但他明白,头发与胡须性质一样,于是没有采纳老人的意见。爱迪生走身,准备为这位慈祥的老人送行。他下意思地帮老人拉平身上穿的棉线外套。突然,他又喊道:“棉线,为什么不试棉线呢?”
麦肯基毫不犹豫地解开外套,撕下一片棉线织成的布,递给爱迪生。爱迪生把棉线放在在U形密闭坩埚里,用高温处理。爱迪生用镊子夹住炭化棉线。准备将它装在灯泡内。可由于炭化棉线又细又脆,加上爱迪生过于紧张,拿镊子的手微微颤抖,因此棉线被夹断了。最后,费了九牛二虎之力,爱迪生才把一根炭化棉线装进了灯泡。此时,夜幕正在降临,爱迪生的助手把灯泡里的空气抽走,并将灯泡安在灯座上,一切工作就绪,大家静静地等待着结果。接通电源,灯泡发出金黄色的光辉,把整个实验室照得通亮。13个月的艰苦奋斗,试用了6000多种材料,试验了7000多次,终于有了突破性的进展。
但是,这灯究竟会亮多久呢?1小时,2小时,3小时„„时间一分一秒的过去,这盏电灯足足亮了45小时,灯丝才被烧断。这是人类第一盏有实用价值的电灯。后来1879年10月21这一天被人们定为电灯发明日,标志着可使用电灯的诞生。
虽然这样,爱迪生并没有满足,他没有陶醉于成功的喜悦之中,而是给自己提出更高的要求——“45小时,还是太短了,必须把它的寿命延长到几百小时,甚至几千小时”。
有一天,天气闷热,他顺手取来桌面上的竹扇面,一边扇着,一边考虑着问题。“也许千篇竹丝炭化后效果更好。”爱迪生简直是见到什么东西都想试一试。试验结果表明,用竹丝作灯丝效果很好,灯丝耐用,灯泡可亮1200小时。经过进一步试验,爱迪生发现用炭化后的日本竹丝作灯丝效果最好。于是,他开始大批量生产电灯。他把生产的第一批灯泡安装在“佳内特号”考察船上,以便考察人员有更多的工作时间。此后,电灯开始进行寻常百姓家。
后来,人们便一直使用这种用竹丝作灯丝的灯泡。几十年后,又对它进行了改进,即用钨丝作灯丝,并在灯泡内充入隋性气体氮或氩。这样,灯泡的寿命又延长了许多。我们现在使用的就是这种灯泡。