白炽电灯的发明过程及其给我们的启示

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1、白炽电灯的发明过程及其给我们的启示姓名：学号：院系：白炽电灯的发明过程及其给我们的启示 历史背景19世纪初，电已经引起科学界的广泛关注。受到富兰克林接引雷电产生电火花的启发，俄国的彼得罗夫提出了“以电取光”的大胆设想。差不多是同时，英国的戴维在进行电化学实验时发现，两个碳棒分别接在电源两极上，适当减小碳棒间的距离，在高电压的作用下，碳棒间的空气会被击穿，形成强电流，产生耀眼的弧光。戴维据此制成了人类有史以来第一个电光源——电弧灯。弧光灯被广泛用在大街、广场和灯塔的照明。弧光灯的发明，标志着人类在有电到

2、光的转化过程中迈出了具有决定性意义的第一步。但是，弧光灯耗电量太大、成本太高、亮度太强、寿命短暂，而且还产生一些有害气体，难以大规模推向普通民众生活之用。于是，制造一种发光柔和、成本低廉、使用寿命长的电灯，便成为摆在科学家和发明家目前的重要问题。解决问题的过程与方法弧光灯是没有灯丝的，实际上，那时人们并没有意识到需要灯丝的问题。正当人们一筹莫展的时候，戴维的一个发现，给人们以重要的启示作用。戴维发现，电流通过白金丝的时候，白金丝会发热发光，并很快在空气中烧掉。这是电流热效应的典型表现，它为白炽电灯的发

3、明带来了一缕曙光，指明了研究的方向。由此，确定了白炽电灯靠电流的热效应使灯丝发热达到白炽状态，进而能够发光的基本原理，白炽电灯或白炽灯泡的名称即由此而来。确定了基本原理，下面需要解决的就是技术问题：选择什么材料做灯丝能够发光，而且寿命较长？如何防止灯丝被烧断？通电后灯丝很快就被烧断，当时人们已经认识到是由于灯丝在高温下与空气中的氧气发射化学反应的缘故，所以做灯泡时要抽掉里面的空气，形成真空。为了制造能长时间发光的灯泡，大大促进了抽真空技术的发展。到1878年，灯泡抽成真空的问题已基本得到解决，剩下的就

4、是灯丝问题了。图×-×爱迪生 1878年，爱迪生的兴趣转到研制电灯上来。爱迪生在1878年开始了改革弧光灯的试验，提出了要搞分电流，变弧光灯为白光灯。这项试验要达到满意的程度。必须找到一种能燃烧到白热的物质做灯丝，这种灯丝要经住热度在二千度一千小时以上的燃烧。同时用法要简单，能经受日常使用的击碰，价格要低廉，还要使一个灯的明和灭不影响另外任何一个灯的明和灭，保持每个灯的相对独立性为了选择这种做灯。这在当时是极大胆的设想，需要下极大的功夫去探索，去试验。丝用的物质，爱迪生先是用炭化物质做试验，失败后又以

5、金属铂与铱高熔点合金做灯丝试验，还做过上质矿石和矿苗共一千六百种不同的试验，结果都失败了。但这时他和他的助手们已取得了很大进展，已知道白热灯丝必须密封在一个高度真空玻璃球内，而不易溶掉的道理。这样，他的试验又回到炭质灯丝上来了。他昼夜不息地试验着，爱迪生的白热灯试验仍无结果。有一天，他把试验室里的一把芭蕉扇边上缚着一条竹丝撕成细丝，全副精力在炭化上下功夫，仅植物类的炭化试验就达六千多种。他的试验笔记簿多达二百多本，共计四万余页，先后经过三年的时间。他每天工作十八、九个小时。每天清早三、四点的时候，他才

6、头枕两、三本书，躺在实验用的桌子下面睡觉。有时他一天在凳子上睡三、四次，每次只半小时。他带领他的研究所尝试了各种材料，可是收获不大，许多发光材料有的一闪就熔化了，有的一亮就烧断了，有的虽然能亮，但寿命也不长，没有实用价值。他们又对所有能找到的材料进行尝试，据说试验了1600多种耐热材料，还是没有成功。由于钨的熔点是常见金属中最高的，他们也试过用钨，但由于加工水平不足，也失败了。不少人对爱迪生的研究丧失了信心，爱迪生面临着严峻的考验。但是爱迪生却认为，并不是自己失败了1600多次，而是已经证明了1600

7、多种材料不能用来作灯丝。他一直满怀信心地寻找合适的灯丝材料。 图×－×爱迪生发明的电灯 1979年10月，爱迪生在一本杂志上看到英国的电机工程师斯旺用碳丝制作白炽灯的报道，深受启发。立即尝试把一些植物纤维放在坩锅里加热碳化，制成碳丝进行试验。有一次，他用碳化的棉线进行试验，由于碳化后的棉线又细又脆，断了重来，费了好大的劲才把碳丝安装在灯泡里，然后小心地抽出里面的空气，再通电试验，碳丝竟然发出了稳定、柔和的光芒，这只灯泡连续点亮了45个小时才烧断熄灭。经历了几千次的失败，终于成功了！真是功夫不负有心人，

8、有志者事竟成！ 图×－×白炽灯泡的结构 但是，爱迪生并没有一味沉浸在成功的欢乐中，他仍未满足。他非常清醒，对于实用来说，45个小时地寿命，仍然是太短了。为了提高灯丝的寿命，爱迪生一刻也没有停止新的探索。经过一次又一次的反复试验，他终于发现竹子纤维在碳化后做灯丝效果最好，其寿命可以达到1200小时。爱迪生马上派人到世界各地选择竹子，最后发现日本生产的一种竹子最适合做灯丝。由此也可以发现爱迪生的工作量有多大。就这样，爱迪生经过两年的艰苦努力，历经7000多次