爱迪生与电灯

1879 年 10 月 22 日的深夜，万籁俱寂，一片漆黑。在美国新泽西门罗公园的实验室里却洋溢着一片欢乐。房间里一群不修边幅的青年人正聚精会神地注视着桌上一盏明亮、可爱的白炽灯——世界上第一盏不是“昙花一现” 的白炽灯。它已经亮了快 40 个小时了，大家虽然都很疲倦，但谁也不肯去休息。一个个都乐得眉开眼笑，“老头子，我们真的成功了！”突然有人兴奋地说。这位被大家称呼为“老头子”的人就是发明大王爱迪生。其实他才 30 多岁。爱迪生点点头，不由热泪盈眶。几年来他为了发明白炽灯，经常连续工作甚至连续 5 个昼夜都不合眼。查资料光笔记就记了 400 册。寻找做灯丝

的材料，先后试了 1600 多种，连朋友的红胡子都拔下来试过了，可是还是没有成功。他耗费了不少精力用炭化的纸条做灯丝的那只白炽灯，一共只亮了8 分钟，但失败在爱迪生的眼里只是走向成功的起点，他最喜欢说这样一句话：“天才是九十九分血汗加一分灵感。”

几天前的一个晚上，他独自一人坐在实验室，默默地思考着这上万次失败的教训，桌上恰好放了一堆从煤油灯罩上刮下来的油烟（是一种未经充分燃烧的碳）。他心不在焉地拿在手里搓揉，不知不觉就搓成了一条细线。突然一个灵感在他脑中出现：这不就是一种碳丝吗？啊！用棉线烧出的碳丝不是可以当灯丝吗？爱迪生心里一热，立即让助手找来了棉线。他把棉线放在一个镍制的模型里，送到高温密闭的炉中加热，当炉内温度达到摄氏 800 度时，棉线就被烤成一根碳丝。可是这种细碳丝实在太脆弱了，一碰就断，于是烧了断，断了再烧新的。就这样，爱迪生和助手们一直连续干了整整 3 天， 终于在玻璃工的帮助下，把一根碳化后的棉线，顺利地装进了灯泡。这时爱迪生命令所有的助手好好睡一觉。10 月 21 日的早晨爱迪生在二楼实验室将手下的助手召集在一起，开始发起这场光明向黑暗的决战。一位助手先用性能良好的抽气机抽出灯泡里的空气，再把抽气口封起来，接通电流，灯亮了。一小时、二小时、五个小时过去了，那明亮的光辉还没有一点收退的迹象， 大家终于忍不住地欢笑起来。

45 小时后灯灭了，爱迪生和他的助手们流着热泪拥抱在一起。高兴过

后，爱迪生拿过记事本在上面写了一行大字：“1879 年 10 月 21 日，灯泡寿命 45 小时。下个目标——1000 小时。”后来爱迪生根据棉线的性质，集中力量考察了大批植物纤维的性能，先后试用了 6000 多种植物纤维，终于在

1880 年初春，找到了用竹丝烧成的碳丝来做灯丝，电灯亮了 1200 小时（50 天），巨大的成功使爱迪生非常激动，他马上派人跑遍东方各国收集材料， 大量制造灯泡，供应市场。1882 年，爱迪生在纽约建立了第一个发电站，从此人类在白炽灯的光明中，开始了新的生活。

碳丝灯泡太脆弱，稍有震动灯丝就会断裂。到 1910 年美国人库利奇发明用钨丝来做灯丝，这就是现代的白炽灯。早期的钨丝灯泡里面是真空，用了不久，玻璃泡里就发黑，灯丝也断了。原来钨丝受热后，钨原子蒸发跑到了玻璃泡上，灯丝越来越细，最后就断了。为了使灯泡寿命长一些，只好使灯丝的温度低一些，这时灯丝把大部分电能都转化为热能，只有小部分转化为光。所以灯很暗。1913 年一位熟悉化工材料的工程师想到把碘元素涂在玻璃泡的内壁，制成了碘钨灯。在高温下从灯丝蒸发出来的钨蒸气会与涂在泡壁上的碘化合，生成碘化钨。但是碘化钨不稳定，它受不住 1400℃的高温，于

是再分解，这样钨又会重新回到灯丝上来。在碘的作用下，钨的蒸发处在一种动态平衡的状态，灯泡的寿命就大大延长了。但美中不足的是碘蒸气带紫红色。后来专家们用溴、氟、氯等卤族元素来代替碘，制成了形态各异的卤钨灯。卤钨灯能发出强光，拍摄电影和电视都离不开它。

1901 年法国化学家克洛德发明了一种没有灯丝的新光源，即把正、负电极装进充有氖气的玻璃管里，电极之间放起电来，氖气的原子受到激发，发出明亮的红光。氖灯是最早的霓虹灯，霓虹灯里充上不同的气体，就会放出不同色彩的光，把城市的夜晚点缀得五光十色。

1939 年德国人又发明了一种新型的荧光灯。在玻璃管的内壁涂上荧光粉，荧光粉有一种本领，当紫外线照到管壁的荧光粉上时，灯管就会发出近似日光颜色的光，所以也叫它“日光灯”。它是一种“冷”光源，发光效率是白炽灯的 4 倍，工作时略有微热，光线的分布也挺均匀。是家庭里使用的一种理想光源。50 年代科学家又在荧光粉里掺入钒酸钇，同时增加了灯管里空气的压力，制成了高压汞灯，最大限度地把紫外线转变为可见光，功率可以达到几千瓦。

60 年代复旦大学蔡祖泉教授发明了长弧氙灯。它的两个电极相距 100 毫米以上，在高频脉冲电流的作用下，灯管里火花放电的同时产生大量的电子、离子形成弧光放电。它功率大、亮度强。最大的长弧氙灯有几十万瓦，用一只五万瓦的长弧氙灯抵得上一千只 100 瓦的日光灯哩，难怪大家称它是“小太阳”。