坦率地算了一下,爱迪生是第23个发明电灯的人

坦率地算了一下,爱迪生是第23个发明电灯的人
托马斯·爱迪生,一个令人费解的人。
一个只上过三个月学却拥有1093项专利的成功人士。
一个几乎在所有中国孩子心中留下痕迹的地道美国人。
不夸张的说,在中国的街头随便抓一个学生,十个里有九个能生动地讲出爱迪生发明灯泡的故事来:
爱迪生很早就下定决心要发明一种比煤油灯更好的照明灯。
于是他苦苦寻能通电发光的材料,但这些做灯丝的材料效果都不理想
爱迪生尝试了6000多种材料和7000次实验才发明了灯泡。
终于如愿以偿的到了一种可以持续45小时的灯丝材料,这也标志着一种伟大电灯的发明!
也印证了爱迪生的那句名言:“天才是百分之九十九的汗水加上百分之一的灵感。”
故事最大的漏洞就是:小学没毕业的爱迪生怎么就知道电流能让导体发光呢?
这也是故事突出爱迪生99%的汗水而忽略之前1%的灵感的原因。
但事实的真相是爱迪生在电灯的发明中连那百分之一的灵感也没有,电灯的想法是他从英国人约瑟夫·斯万那里顺来的。
约瑟夫·斯旺爵士是英国著名的化学家、物理学家和发明家。
他早年在家乡的药店当学徒,跟随一位药剂师学习,出师后一直从事化学方面的工作。
但是斯万最感兴趣的是研究电和光之间的神秘联系。
早在1848年,20岁的斯万就开始着手研发电灯了,并在灯丝的材质选择上有重大突破。
约瑟夫·斯万
在斯万之前已经有一些发明家尝试使用金属作为灯丝,比较常见的是用铂丝。
但是铂丝的成本很高,1768摄氏度的熔点导致耐用性差,不是一个好的选择。
斯万试图用碳代替铂丝。碳的熔点高达3500摄氏度,通电后因发热不易熔化。
但碳也有一个很大的弱点——在空气中容易燃烧,需要与氧气隔离才能长时间工作。
斯万的真空碳丝电灯方案就这样敲定了。
约瑟夫·斯万
他把一块纸板切成马蹄形的长条,放在坩埚里烘烤,制成碳化碳电阻丝。
把碳丝两头接上导线封闭在一个钟形玻璃罩内,并尽可能地抽出内部的空气。
导线接上电池的两个电极,碳丝发出明亮的光芒,这便是最原始的白炽灯。
虽然天鹅的灯泡仅用了13.5小时就烧坏了,但这并不妨碍它成为一个伟大的突破。
那一年,爱迪生1岁。
爱迪生
当时因为电灯前期基础技术不成熟,供电用的电池性能差,电压低,真空技术也没有发展起来。
斯万的电灯不仅没有什么实用价值,性能也相当差,糟糕的真空技术总是让碳丝很快就烧断。
为此,他一直在改进自己的发明,研究了12年。
始终无法突破耐久性的瓶颈,实验工作在1860年被彻底放下。
这一年,爱迪生已经是个13岁的小报童了。
爱迪生
停下电灯研究工作的斯万也没有闲着,他涉猎广泛已经成为了当地学术圈内小有名气的人物。
他也从一家摄影底板制造公司的助手晋升为合伙人,还改进了当时的火棉胶湿版摄影法。
斯旺设计了一种干式照相母版,用硝化纤维素塑料代替现场配制硝化纤维素溶液的繁琐步骤。
15年后,这个技术给美国的伊士曼带来了灵感,他后来成立柯达公司。
火棉胶湿版摄影
直到1875年,斯万才又重新拾起最初的电灯研究。
有两方面原因,一个是因为英国物理学家克鲁克斯为研究真空放电现象而改进了抽真空技术。
另一个是来自比利时的工程师Gram和德国的Siemens制造了优秀的DC电机。
这两项技术的完善让斯万看到希望,他只需要在制作灯丝的技术上努力就足够了。
斯万的电灯的确没有因为灯泡中残余的氧气而发生燃烧,但却暴露出了另一个问题。
克鲁克斯管需要严格的真空
碳化灯丝电阻太低,所以原厂电池电源没有过多暴露这个问题。
现在用DC发电机供电,碳丝在大电流的情况下很脆弱。
虽然研究还没有公开,但斯万平日关于白炽灯的谈论还是得到了圈内人的高度关注。
一种斯万式马蹄形碳丝白炽灯
那一年,爱迪生在去怀俄明州观看日食的路上,在一次聊天中从物理学家巴克那里得知了天鹅的白炽灯。
他顿时觉得白炽灯将来肯定会成为家家必备的照明设备,趁目前技术还不成熟赶紧加紧研发抢占先机。
经过这些年,爱迪生可不再是个小报童了,他已经是发明了留声机、自动电报机的大发明家。

本文发布于:2024-09-24 00:21:26,感谢您对本站的认可!

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