说到电灯,我们都会想起爱迪生,仿佛电灯是从他手里横空出世一般。但事实真的是这样吗?

今天,我们就一起来看一看电灯漫长的发展历程,以及它的发明者们的故事。

电灯谁发明起来的(电灯的历史你知道吗)(1)

汉弗莱·戴维与电和灯的不解之缘

在19世纪70年代,电力才开始普及,在此之前,人们唯一的发电方式是伏打电堆。

汉弗莱·戴维虽然是一名化学家,却对电异常地着迷。他经常用伏打电堆做一些在当时看来不可思议的实验,却得到了不少意想不到的收获。他也因此被认为是电冶金的开创者。

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早在戴维之前,就有科学家发表研究报告称,将电流通入水中可以使水分离(电解成了氧气和氢气)。戴维因此突发奇想,为什么不将电流通入其他溶液中试一试呢?

说干就干,戴维和他的助手将电流通入到苛性碱溶液中,意外地得到了从未见过的金属单质——钾和钠。在短短两年里,他用这样的方法陆续发现了镁、钙、锶等多种元素。时至今日,他依然被认为是发现元素最多的科学家。

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沉浸在电的神奇世界里,戴维不满足于电在化学领域的应用,他大胆地将电流通过一根铂丝,惊奇地发现铂丝发出了耀眼的光芒。经过多年的努力,在1810年,他又成功地发明了通过两根通电碳棒来制造电弧发光的装置,这就是电灯的雏形——电烛。

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值得一提的是,汉弗莱·戴维还是另外一种灯的发明者,那就是以他的名字来命名的戴维灯。戴维灯是一项伟大的发明,它的出现,挽救了无数人的生命。

19世纪初,英国刚刚步入蒸汽时代,工厂对煤炭的需求很大,煤矿工人为了挖煤不得不冒着生命危险。

在伸手不见五指的煤矿,没有光线工人们是无法工作的,但煤矿里充斥着瓦斯,只要碰到明火就会发生剧烈爆炸。而当时的照明工具除了煤油灯就是蜡烛,所以经常会发生煤矿爆炸事故导致工人死亡。

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戴维不忍心再看到这样的惨剧,下定决心要发明一种安全灯,能让矿工们在煤矿里安全地作业。可是电弧灯耗电量大,而且光线刺眼,是无法在煤矿中使用的,戴维只能想办法改进煤油灯。

经过半年多的观察和研究,在1815年,戴维终于找到了一种简单的解决方法。他用一层铁丝网代替了煤油灯的玻璃罩,为此他还亲自下到矿井中进行实验, 证明了这种方法的安全可靠。

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它的原理很简单,任何物体想要燃烧必须要达到一个特定的温度,这个温度被称为该物体的着火点。铁丝网具有良好的导热性能,吸收了热量,使这里的温度降到瓦斯的着火点以下,火焰自然就不可能透过铁丝网。

尽管原理听起来简单,可是想要想到这一点却一点也不简单。没有开创性的探索精神,戴维是不可能发明戴维灯的,电烛的问世恐怕也要推后几十年。

约瑟夫·斯旺——真空灯泡的发明者

如果说戴维发明的只是电灯的雏形,约瑟夫·斯旺可以说是真正意义上的电灯发明者。

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斯旺从1850年开始研究电灯,他将碳丝作为灯丝,却一直找不到让它持续发光的方法。后来的事实证明,这是由于灯泡内真空条件不足,灯丝容易被氧化,导致寿命很短。

经过近三十年的努力,斯旺终于在1878年12月制成了真空灯泡,并及时申请了专利。斯旺的事迹马上登上了各地新闻的头版头条,有人将他的发明称为奇迹。

与此同时,远在大西洋彼岸的爱迪生看到了关于斯旺的报道,这给了他很大的启发。

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托马斯·爱迪生——电灯的改进者

爱迪生也一直在进行电灯的研究,时间却比斯旺晚得多。与其被称为一位发明家,爱迪生更像是一个资本家。他有着一颗精明的商业头脑,能及时地从发明中找到商机,将其转化为自己的利益。

1874年,加拿大的两位电气技师,亨利.伍德沃德和马修.伊万斯,发明了一种不需要抽真空的灯泡。他们在灯泡中通入氮气,使碳丝通电发光。只是他们并不富有,没有资金继续进行研究,便将专利卖给了当时已经赫赫有名的爱迪生。

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爱迪生得到这项电灯专利后,深知其巨大的潜力,为了找到更好的材料,他开始了孜孜不倦的研究。后面的故事大家都很熟悉了,在尝试了上千种材料后,爱迪生终于发明了以碳化棉丝为电极的电灯。

纽约的一家报纸如此报道:这是一个阳光球,这是真正的阿拉丁神灯。

美国人对爱迪生的发明赞不绝口,爱迪生更是欣喜若狂,但他不满足于这种电灯的发光时间。爱迪生继续寻找新的材料,在第二年又发明了“碳化竹丝白炽灯”,并且开始批量生产,为家家户户安装电灯。

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当爱迪生去英国推广自己的电灯时,却遭到了斯旺的指控,原因是斯旺认为爱迪生侵犯了自己的专利,法院最终当然是判处爱迪生败诉。但他们很快达成了和解,斯旺将自己的专利全部卖给了爱迪生。

尽管爱迪生的“碳化竹丝白炽灯”得到了广泛的应用,但它并不能满足人们的生活需求,因为它的寿命仍然太短了。虽然碳有着极高的熔点,但它的升华速度很快,在持续的工作状态下,碳丝用不了多久就会挥发殆尽。

一直到19世纪末,爱迪生还在改进碳丝灯,但几百个小时已经是碳丝灯所能做到的极限了。

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汉纳门和杰司特——钨丝灯的发明者

发明家在不断地寻找新的灯丝材料,他们尝试了锇和钽这些昂贵的金属,却很遗憾地发现它们的效果还比不上碳丝,因为它们的熔点太低了,极其容易烧断,如果减小通入的电流,发光的强度又远远不够。

直到有人将目光投向了钨。

1904年,匈牙利人汉纳门和杰司特首次用钨来做灯丝,发现它的熔点只比碳低一点,升华速度却远远小于碳丝。但当时的钨丝冶炼技术并不发达,制作的钨丝中会混杂着一些碳,导致钨丝异常的脆,大大降低了它的性能。

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真正意义上的现代钨丝灯是在几年后由通用电气公司的一位工程师——库利奇制成的,他采用了全新的粉末冶金法,制作出了性能更好的不下垂钨丝。尽管后来钨丝冶炼又经过了无数人的精进和完善,但库利奇被认为是“不下垂钨丝”的开创者,所以也有很多人把他作为钨丝灯的发明者。

气体放电灯和LED——新兴光源

现在的电灯早已不止白炽灯一种,甚至可以说,白炽灯正慢慢被取代。各种各样的灯具都被广泛应用于我们的生活中。

气体放电灯比白炽灯消耗更少的能量,拥有更长的寿命,还能发出不同颜色的光。街上随处可见的霓虹灯招牌,为城市增添了不少色彩;汽车的氙气大灯,可以发出很接近日光的光线,提高了开车者的舒适度。

LED是国家正在大力推广的照明灯具,它在我们的日常生活中也已经随处可见,电子表、汽车仪表盘,还有液晶电视等许多地方都能见到它的身影。

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小结

不得不说,电灯已经成为了现代社会中除电本身以外最重要的发明。从它漫长的发展历程,我们应该能感受到,很少有发明是一蹴而就的,它们往往都经过了几代人的努力,但为什么最终被我们记住的只有一两个人呢?

原因其实很简单,我们记住的往往不是最早发明的人,而是最早将发明带进我们生活的人。就像瓦特对纽可门蒸汽机进行多次改进,用自己的技术获得了自己的专利,使蒸汽机被应用于更广泛的领域。

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尽管爱迪生只是改进了电灯,但他率先将这项发明推广到了普通人的生活中,再加上他在早期电力运输中的贡献,以及他的知名度,我们才会将“电灯发明者”的荣誉冠于他的头上。

每一项发明的背后都是无数人的付出,每一个人的成就背后可能都是一个团队的努力。即使是伟人,也需要站在“巨人”的肩膀上,这也许是每一项发明的必经之路。

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