一个玻璃工人的贡献

当夜幕降临的时候，都市里最引人注目的就是街头的霓虹灯了。鲜艳的颜色，多彩的变幻在黑色天空的背景上显得格外醒目，就像进入了神话的境界。

如果白天去看一下霓虹灯，会发现那是一些像小拇指粗细的玻璃管子。这种管子又名叫盖勒斯管。

为什么有这样一个奇怪的名字呢？原来，这是科学家盖勒斯首先制造出来的。盖勒斯生于德国图林根的一个农村里，最初是一个吹玻璃的学徒工，到处流浪，后来积攒了一点钱定居在波恩，开了一个小作坊。专门吹制物理和化学实验时所需要的玻璃仪器。由于他的手艺很好，所以生意还不错。

盖勒斯是一个喜欢问为什么的人。每做完一个仪器，他总要琢磨一下这个仪器是做什么用的。如果弄不懂就去查书或请教来定做仪器的科学家。因此，他慢慢变成了一个业余科学家。在他的小作坊里不仅有煤气灯，各种工具，还有一些自己制作的仪器设备，像真空泵什么的。

1858 年他接受了德国物理学家普吕克尔的定货，制作一种抽成真空的玻璃管。为了完成这批定货，盖勒斯使用了一种真空水银泵，这种真空泵虽然很原始，但比起当年格里克做马德堡半球实验时用皮革制成的抽气桶要好的多。

要把一个容器里的空气抽空是一件十分缓慢的工作。抽真空的原理和把一根木棒掰成两截扔掉一半一样，如此这样掰下去扔掉，手里总会剩下一点木棒。容器里的空气被真空泵分去一部分排掉，再分去一部分排掉，到最后容器里总要剩一点空气的。为了把管子内的空气抽得尽量空，盖勒斯日以继

夜地操作着真空水银泵，这可真是一件简单而又枯燥的工作。

夜幕降临了，作坊里只剩下盖勒斯，他一定要在今夜把这个仪器完成。突然，他发现真空管里有淡淡的闪光，开始很暗，但随着真空度的升高增强起来，这个新发现使盖勒斯的困意全部消失了。

盖勒斯虽然是一个手艺人，但是对于科学的追求也是同样强烈的。其实上述现象在 100 多年以前就有人发现。1676 年，法国物理学家皮卡德在搬运水银气压计时发现，当水银柱摇晃的时候，在水银面上方的真空区域里，有发光现象。他记录下这种现象叫做“水银荧光现象”，但不能解释。到了 1705 年，英国的赫克斯认为这是一种与电有关的闪光现象。搬运水银时，由于水银和玻璃管之间的摩擦使玻璃管带电，所以真空区域发光。赫克斯用抽气机把一个玻璃钟罩抽空，并用静电起电机使玻璃钟罩带电，钟罩内果然发出辉光。法拉第也对这类现象进行了研究。但是由于当时的技术还不发达，不能得到很高的真空，所以影响了对这种发光现象的进一步探索。

科学的发展带动了技术，技术的发展又反过来报答了科学的恩典，科学和技术密不可分，如鱼如水，亲如手足。到了盖勒斯的时代，不仅有了能抽高真空的水银泵，还有他的同胞鲁姆科夫发明的能产生高压的感应线圈。

牛顿说过：“我是站在巨人的肩膀上。”盖勒斯也是这样，但是有一点是属于盖勒斯本人的，就是他有极好的玻璃吹制手艺和科学的探索精神。因为无论是真空玻璃管还是水银泵，都离不开玻璃制品的吹制。

盖勒斯不需要像葛立克那样带上手套摩擦转动的硫磺球起电，因为使用感应圈只要一合上电闸就能立即产生几千伏的高电压。盖勒斯在玻璃管里装上一对铂制的电极，一个是阳极，一个是阴极，把它们分别与感应圈的两端连接起来。这样抽成真空的玻璃管中就发出了辉光。后来，盖勒斯发现，当玻璃管中充以不同成份的稀薄气体时，玻璃发出的光色不同。这个有趣的发现使他兴趣大增。我们今天看到的霓虹灯就是盖勒斯管发展起来的。管中不同的颜色是由于里面充入了不同的气体。例如，充入氖气就会发出橙红色的光，充入氩气就是翠绿的颜色。

现在把这种稀薄气体在高压下的发光现象叫辉光放电。当时定制这种真空玻璃管的科学家普吕克尔，也在研究这种低气压下的放电现象。与盖勒斯不同的是，他的目的是探求这种辉光的本质。

因此，普吕克尔并不满足于产生各种美丽的辉光，而把注意力集中到管内真空度对于放电辉光的影响上。因此，他定制了各种不同真空度的管子进行研究。他发现，当玻璃管里的真空很高的时候，辉光现象反倒不见了，但是在正对着阴极的玻璃管壁上，会发出绿色的荧光。这显然是由于有一种射线打在玻璃管壁上才会产生这种荧光。普吕克尔也不知道这是什么东西，只知道这种射线是从阴极发出来的，因此给它起了一个名宇叫“阴极射线”。可惜普吕克尔没有把实验进行到底就去世了。因此阴极射线的研究工作主要由他的学生希托夫以及英国物理学家克鲁克斯进行下去。

为了对阴极射线的性质进一步研究，克鲁克斯制成一种高真空管，后来人们称为“克鲁克斯管”。有人也称为“希托夫一克鲁克斯管”，因为希托夫也曾独立制成这种高真空放电管。

由于“克鲁克斯管”管内的高真空度，管内没有多少气体，所以放电时没有辉光，阴极发射的射线可以畅通无阻的射到对面玻璃上。克鲁克斯还发现，如果把对面玻璃内壁上涂上硫化锌，就是夜光表盘上那种荧光质，就会

发出更强的光，甚至可以照亮附近的东西。这种发光现象称为“冷光”。冷光现象引起许多科学家的兴趣，许多人在实验室进行这种有趣的实

验。

克鲁克斯的父亲是一个穷裁缝，由于一项精明的投资发了财，这样才使克鲁克斯有一个安稳的专心学习和研究的环境。他毕业于伦敦皇家化学院。最初他迷上了基尔霍夫开创的光谱学。不同的元素在燃烧发光时都有自己特定的颜色。1861 年，克鲁克斯在光谱中发现了一条不属于任何已知元素的美丽的绿线，他知道他发现了一种新元素，他给它起名为铊，意思是“绿枝”。他也因此而成名，被选入皇家学会。

1875 年制成的真空管的真空度比盖勒斯管提高 7 500 倍，因此阴极射线就可以更强的打在玻璃壁上。克鲁克斯还把一个雕花的小金属片预先放在阴极射线经过的路线上，结果在管端的荧光屏上就出现了清晰的影子，他还把一个风车样的小轮放在玻璃管里，这个轮子竟被阴极射线“吹”得转动起来。现在在任何一所中学物理实验室中都可以看到这几个有趣的实验，通常叫它为“阴极射线管”。

阴极射线虽然十分有趣，但是，它的本质是什么却其说不一，有的人认为是一种电磁波，因为赫兹关于电磁波存在的实验刚刚成功。赫兹和他的学生也做了这方面的实验，并想努力证明这是一种电磁波。

但是，英国物理学家瓦尔利发现，阴极射线可以在磁场中发生偏转，用左手定则判定，这可能是一束带负电的物质颗粒流。于是两派学说展开了一场历时二三十年的争论。