從“火光源”到“電光源”的發(fā)展

胡紫霞/文

吃完晚飯，銘銘正在書桌前看書，忽然停電了，家里瞬間一片漆黑。爸爸趕緊找來蠟燭，點(diǎn)了起來。銘銘想在燭光下繼續(xù)看書，被爸爸制止了。

爸爸：銘銘，在這樣昏暗的燈光下閱讀，對(duì)眼睛的傷害可是很大的，等電來了再看吧！

銘銘：好吧！在沒有電的時(shí)候，幸虧還有蠟燭這樣的好東西在。

爸爸：是的。蠟燭古已有之。其長(zhǎng)處是易于保存、隨時(shí)可用。古代一般人家還多在燈盞里倒入豆油、麻油等植物油，再點(diǎn)著置入油中的燈芯用來照明。這種油燈的亮度很低，所謂“燈如豆”就是如此。在我們小時(shí)候，家里常見的是煤油燈，需要煤油才能使用。煤油燈就有燈盞燈、玻璃罩燈（包括家用燈、桅燈或馬燈）、汽燈等幾種。玻璃罩煤油燈比燈盞燈要亮很多。20 世紀(jì)60-70 年代我國很多農(nóng)村地區(qū)普遍使用這種煤油燈。

銘銘：電燈是愛迪生發(fā)明的，他可真了不起！

爸爸：隨著人類進(jìn)入“電氣時(shí)代”，就開始了對(duì)“電光源”的利用。人們發(fā)明了將電轉(zhuǎn)化為光的技術(shù)，從而催生了電燈，開啟了電氣照明的新時(shí)代。

愛迪生：晚上好！我是來自美國的托馬斯·阿爾瓦·愛迪生。其實(shí)電燈并不是在某個(gè)時(shí)間點(diǎn)上被發(fā)明出來的，而是有一個(gè)漫長(zhǎng)的“發(fā)明史”。第一支“電光源”是英國化學(xué)家亨弗萊·戴維爵士于1809 年發(fā)明的。

戴維：有一次，我在用炭棒做電流熱效應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，無意間將兩根通電的炭棒碰撞在一起，頓時(shí)閃出一道極強(qiáng)的白光，炭棒燒損極快。后來我又做了幾次實(shí)驗(yàn)：將兩根炭棒接在大功率電池（2000 個(gè)電池單元）兩端，炭棒短暫接觸后再分開約3 英寸。這時(shí)我發(fā)現(xiàn)炭棒之間產(chǎn)生了極為耀眼的亮光。因?yàn)槠湫螤畛使靶?，我將其稱為“電弧”。只可惜，每一次亮光的持續(xù)時(shí)間都很短，耀眼的弧光仿佛曇花一現(xiàn)。

愛迪生：戴維的發(fā)現(xiàn)，為白熾燈和弧光燈的發(fā)明奠定了理論基礎(chǔ)。在接下來的三十多年里，世界各國的發(fā)明者們不斷提出各式各樣的電燈設(shè)計(jì)，如用鉑絲代替炭棒等，但大都穩(wěn)定性不高、耗能巨大、壽命短，不具備商業(yè)化量產(chǎn)的條件，很快便退出了歷史的舞臺(tái)。到19 世紀(jì)40 年代末，英國電技工程師斯旺也開始進(jìn)行電燈的研究，經(jīng)過近三十年的努力，他最終找到了適于做燈絲的碳絲，發(fā)明了白熾燈泡。但由于燈泡中的空氣會(huì)使燈絲很快燒斷，所以這種燈的壽命僅有一兩個(gè)小時(shí)，不具有實(shí)用價(jià)值。

爸爸:這一局面的改變，要等到您的出現(xiàn)。

愛迪生：過獎(jiǎng)了。斯旺的電燈泡給了我很大的啟發(fā)。我通過市場(chǎng)調(diào)研、成本分析、理論計(jì)算，確定了系統(tǒng)存在的短板——燈絲材料。為了延長(zhǎng)白熾燈的壽命，我們選取了六百多種材料做燈絲，做了一千多次實(shí)驗(yàn)。終于，在1879 年10 月21 日的傍晚，我們成功制成了以碳化纖維作為燈絲的白熾燈。它發(fā)出的光線明亮而穩(wěn)定，足足亮了45 個(gè)小時(shí)。1891 年，我的細(xì)燈絲、高真空白熾燈泡等發(fā)明獲得專利。

爸爸：您發(fā)明了第一盞真正有廣泛實(shí)用價(jià)值的電燈，從此改寫了人類照明的歷史，使人類走向了用電照明的時(shí)代。

愛迪生：其實(shí)我對(duì)自己的竹絲碳化燈還是不滿足，并且在不斷改進(jìn)。但在1906 年，美國人庫利奇找到了鎢絲來作為燈絲。這種鎢絲燈的發(fā)光效率更高，亮度更大，各方面性能也更加優(yōu)越，漸漸地人們就開始大量生產(chǎn)鎢絲燈了。

爸爸：早期的鎢絲燈使用一段時(shí)間后發(fā)光效率會(huì)降低，燈泡會(huì)變暗，所以人們從未停止對(duì)電燈的探索。經(jīng)過多年的發(fā)展，燈的種類越來越多，熒光燈、無極燈、蒸汽燈……紛紛出現(xiàn)在我們的生活當(dāng)中。現(xiàn)代LED 燈成了人們的新寵。它小巧、壽命長(zhǎng)、節(jié)能，深受用戶的喜愛。人們已經(jīng)不單單只滿足充足的照明了，科學(xué)、健康的光源成了人們迫切追求的東西。照明經(jīng)歷了從火、油到電的發(fā)展歷程。這也是人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)和文化發(fā)展的一個(gè)縮影。未來，照明還會(huì)繼續(xù)前行，就目前來看，節(jié)能、環(huán)保、智能是燈發(fā)展的主要趨勢(shì)，讓我們拭目以待吧。

銘銘：也許將來我們會(huì)去宇宙之中獲取能源，點(diǎn)亮“星星之燈”呢……