正文 第13章白熾燈(1 / 3)

愛迪生在許多技術領域進行了大量發明。其中有一項發明,隨著時光的推移而日臻完善,常常與現代人形影不離,成為不可或缺的東西,而且在全世界迅速和廣泛地得到了普及,大大地提高了人們享受的文化生活條件。這項發明就是白熾燈。

在愛迪生以前的75年期間,有許多人曾試圖製造並且也實際采用了這種光源。在實際運用中雖然有時獲得了令人鼓舞的結果,然而也常常使研究的人大失所望。隻有愛迪生合理地用白熾燈解決了電照明問題,因為他把有助於順利成功地完成發明創造的新原理運用於白熾燈裝置中。

愛迪生之所以取得成功,不僅是因為他在設計白熾燈過程中,選擇了一條與他的前輩根本不同的合理方法,而且還因為愛迪生著手創造白熾燈的時候,也正是廣泛使用白熾燈的先決條件完全成熟的時候。在19世紀70年代中期以前還沒有這些先決條件,而其中最主要的先決條件是要有性能良好的發電機。愛迪生開始研究和設計白熾燈正是在對廣泛運用白熾燈這種可能性不再有任何懷疑,而公眾輿論也要求采納這一發明的時候。對電照明興趣的急劇增長,首先是由於卓越的和世界聞名的俄國電工學家、發明家巴維爾·尼古拉耶維奇·亞布羅齊柯夫在電照明方麵進行了創造性勞動。

在最早觀察電流現象時,就已發現了有創造出電照明的可能性。而這種可能性的發現,恰好是在開始製造第一台發電機(即伏特電堆)並對其功能進行研究的一年之後。許多科學家,特別是捷納和代維觀察到,電流所流經的導線能夠變熱;其熱度能達到白熾和發光程度。1802年代維在倫敦皇家學院講課時對此作了演示。電流使導線發熱的效應,啟示人們利用這種效應研製出電光源。

1802年5月,俄國科學院院士瓦西裏·弗拉基米羅維奇·彼得羅夫演示了他為試驗目的建築的巨大的伏特電堆,該電堆由4200個銅一鋅板組成,能放出高壓電流(1600伏特)。在他當眾表演的有趣的試驗中,發現了兩炭極間產生出的穩定的電弧現象。彼得羅夫本人在科學記要《關於伽伐尼伏特試驗的通報》(1803年)中,描述了自己對電流所進行的試驗,並指出了把電弧現象用於照明的可能性。5年後,即在1807年,赫·代維在製造出這種大電源時,也觀察到了電弧現象,並在1812年論述了這種現象。對電弧效應的利用表明,有可能在根本不同於用電流使導線熾熱的基礎上來製造照明裝置。

最後,瓦·弗·彼得羅夫1802年在進行試驗時,曾觀察到電流通過真空時的放電現象。他第一次觀察了輝光放電現象,這是由電流得到的輝光的效應。雖然輝光放電的輝光就其特點來說發光並不太強烈,但它很顯然證明由這種電發光能夠獲得光通量。人所共知,這一創製電光源的趨向比輝光放電和電發光的發現幾乎晚了100年才發展起來。

總的說來,18世紀末以前並沒有強大的光源:用點燃油脂、油或瓦斯的辦法來製造強大光源實際上是不可能的。當需要強光源時,就在燈中裝上一個反射光或折射光的光學係統,但在這種情況下也隻能稍微增加發光的強度。沿岸的航海燈塔和其他燈光信號裝置,就受到這些條件的限製,而不能起更大的作用。大家都知道,人們把建築在位於亞曆山大城的港灣入口處的法羅斯島上幾乎高出海平麵1OO米的燈塔,列為古代世界的七大奇跡之一。很難想像出,在古代怎樣製造出這種能使幾十千米遠的海麵上的船隻看到信號的燈塔照明裝置。如果真是這樣的話,亞曆山大燈塔真算得上是古代世界的奇跡之一了。

19世紀初,對用於信號設備、光線投影等的強光源的需求量增加了。人們開始用所謂的“鈣”光即石灰質光來滿足這種需求。所謂的石灰質光,就是用熾熱的氫氧氣流焰把石灰圓筒(或板)加熱,使之白熱化後所放出的一種熱的熒光射線。

這時開始普及瓦斯照明。當時還不能製造出發光很強的瓦斯燈,但即使亮度比較小的瓦斯燈也比油燈亮得多。應當注意到,在18世紀末的產業革命之後,機器工業開始了極其迅速的發展。在許多工業部門中出現了大型機械化企業,而由於每個工作日被延長到14—16個小時,所以企業的照明問題就具有了重大意義。用火焰作光源來照明,是不能令人滿意地解決這個問題的。此外,用火焰作光源所發的光通過量不大,這種光源的特點在於它們需要單個點火和滅火,還需要經常保養和補充燃料。在用瓦斯照明時,空氣中的氧氣就被噴嘴燃燒掉,因此工作場所的空氣就很壞。瓦斯燈是由敷設在工作場所的瓦斯管道來供給瓦斯的。如果管道一旦漏氣和瓦斯燈偶然熄滅,瓦斯就要汙染工作間的空氣。在消防方麵來說,所有火源都是不安全的。而在那些空氣中有可燃塵埃(特別是纖維塵埃)的地方,是完全不能采用火焰作光源的。