⑴ 日光灯如何发明的
耀眼夺目的发明——伊曼等人发明日光灯的故事 1879年,美国著名的科学家爱迪生发明了白炽灯,结束了人类“黑暗”的历史。人们在欢呼、庆祝这一伟大发明的时候,富有远见的科学家已经看到了白炽灯明显的不足之处:它只利用电能的10%-20%,其余的80%-90%的电能以热损耗的形式被浪费掉。 “白炽灯靠电流加热,使热能转换为光能,这种电能的利用形式太浪费了,能不能开辟一条电能利用的新途径呢?”有的科学家提出了新的想法。 美国的黑维特就是持这种想法的科学家之一。他默默地扎在实验里。他将耐热玻璃制成灯管,抽出灯管内的空气。然后往灯管内充入各种金属和气体,反复进行比较。 1902年,黑维特发明了水银灯。这种水银灯是在真空的灯管中充入水银和少量氩气。通电后,水银蒸发,受电子激发而发光。水银灯比白炽灯亮多了,光线近似太阳光,能量利用率也较高。 但是,水银灯会辐射出大量紫外线,而紫外线是对人体有害的;且水银灯光线太亮、太刺眼,因此它不能得到广泛应用。 一时间,许多科学家潜心于水银灯的研究。他们认定沿着水银灯的思路研究下去,终究会成功的。 不少科学家注意到:早在1852年,英国物理学家斯托克期发现了一种碰到光就能产生另一种光的荧光物质,并且经这种荧光物质转换后的光的波长远比外来光的波长要长。 “既然紫外线比可见光的波长短,用紫外线去照射荧光物质,肯定可以得到比紫外线的波长要长得多的可见光!”科学家马上联想到了水银灯的弊端。 “山穷水尽疑无路,柳暗花明又一村”。这可是个极有价值的推测。它意味着大量有害的紫外线将变成可见光。具体来说,只要在水银灯管内壁涂上荧光物质,当水银灯辐射的紫外线照到荧光物质上时,就会被激发变成可见光。 有了这么一个明确的理论指导,按理说,水银灯的改进工作应该有个飞跃了。 经过认真分析与探讨,科学家认定原来的推测没有错,关键问题是技术上没有过关,也就是说,水银灯的启动装置不理想。可是要制作一个理想的启动装置谈何容易! 水银灯的改进工作进入了艰难阶段。 19l0年,法国科学家注意到莫尔在1895年做的一个实验。在这个实验中,莫尔在抽掉空气的玻璃灯管中,充入少量的二氧化碳,然后给以高压,使它放电,结果灯管发出白光。克劳特根据莫尔的实验,在抽掉空气的玻璃灯管中,分别充入氖、氩、氦等惰性气体。他发现,充入氖气,灯管会发出红橙色的光;充入氖和氩的混合气,灯管会发出蓝色的光;充入氖和水银的混合气,灯管会发出绿色的光;充入氦气,灯管会发出金黄色的光。如果在管内壁涂不同荧光物质,灯光的色彩将更丰富。 “这是多么奇妙的现象啊!”克劳特惊喜万分。 克劳特根据这种灯光的特殊性能,制作了一幅宣传广告:红色的花朵,绿色的叶子,黄色的文字。他把这个广告挂在法国巴黎的闹市区。在夜晚,这张广告发出五彩缤纷的灯光,显得格外醒目。 克劳特获得了霓虹灯的发明专利,并成立了“克劳特霓虹灯公司”,结果发了大财。直到1932年,克劳特专利权到期,从此,世界各地才开始广泛生产霓虹灯。 虽然霓虹灯亮度不够,不能作为照明用,只能用它丰富的灯光色彩作广告,但它再一次证明:不采用爱迪生的使电变为热,热再变为光的方法,而采用一条更经济地利用电能的途径完全可行。也就是说,水银灯的进一步研制、改进是大有前途的。这给了科学家极大的信心。 美国通用电子公司的研究人员伊曼,与其他科学家一样,从霓虹灯的亮光中,看到了光明的前途。他加快了研制的步伐。终于在1938年,突破了启动装置的设计与制作大关,制作了与水银灯性能截然不同的荧光灯。 这种荧光灯是在一根玻璃管内,充进一定量的水银,管的内壁涂有荧光粉,管的两端各有一个灯丝做电极。它的工作原理是:通电后,水银蒸气放电,同时产生紫外线,紫外线激发管内壁的荧光物质而发出可见光。显然,荧光灯没有水银灯的弊端,它比白炽灯更亮,且电能利用率高,省电。因此,它一诞生,便很快进入了一般家庭。 由于荧光的成分与日光相似,因此人们也叫它“日光灯”。
⑵ 电灯泡是怎么发明出来的
电灯泡(或称电球),其准确技术名称为白炽灯,是一种透过通电,利用电阻把幼细丝线(现代通常为钨丝)加热至白炽,用来发光的灯。电灯泡外围由玻璃制造,把灯丝保持在真空,或低压的惰性气体之下,作用是防止灯丝在高温之下氧化。参照白炽灯。 历史 一般认为电灯是由美国人汤马士·爱迪生所发明。但倘若认真的考据,另一美国人亨利·戈培尔(Heinrich Göbel)比爱迪生早数十年已发明了相同原理和物料,而且可靠的电灯泡,而在爱迪生之前很多其他人亦对电灯的发明作出了不少贡献。1801年,英国化学家戴维将铂丝通电发光。他亦在1810年发明了电烛,利用两根碳棒之间的电弧照明。1854年亨利·戈培尔使用一根炭化的竹丝,放在真空的玻璃瓶下通电发光。他的发明今天看来是首个有实际效用的白炽灯。他当时试验的灯泡已可维持400小时,但是并没有即时申请设计专利。 1850年,英国人约瑟夫·威尔森·斯旺(Joseph Wilson Swan)开始研究电灯。1878年,他以真空下用碳丝通电的灯泡得到英国的专利,并开始在英国建立公司,在各家庭安装电灯。 1874年,加拿大的两名电气技师申请了一项电灯专利。他们在玻璃泡之下充入氮气,以通电的碳杆发光。但是他们无足够财力继续发展这发明,于是在1875年把专利卖给爱迪生。 爱迪生购下专利后,尝试改良使用的灯丝。1879年他改以碳丝造灯泡,成功维持13个小时。到了1880年,他造出的炭化竹丝灯泡曾成功在实验室维持1200小时。但是在英国,斯旺控告爱迪生侵犯专利,并且获得胜诉。爱迪生在英国的电灯公司被迫让斯旺加入为合伙人。但后来斯旺把他的权益及专利都卖了给爱迪生。在美国,爱迪生的专利亦被挑战。美国专利局曾判决他的发明已有前科,属于无效。最后经过多年的官司,爱迪生才取得碳丝白炽灯的专利权。 爱迪生的最大发现是使用钨代替碳作为灯丝。之后在1906年,通用电器发明一种制造电灯钨丝的方法。最终廉价制造钨丝的方法得到解决,钨丝电灯泡被使用至今。 电灯泡的最大问题是灯丝的升华。因为钨丝上细微的电阻差别造成温度不一,在电阻较大的地方,温度升得较高,钨丝亦升华得较快,于是造成钨丝变细,电阻进一步增大的循环;最终令钨丝烧断。后来发现以惰性气体代替真空可以减慢钨丝的升华。今天多数的电灯泡内都是注入氮、氩或氪气。 现代的白炽灯一般寿命为1,000小时左右。 效能 大部分白炽灯会把消耗能量中的90%转化成无用的热能,只少于10%的能量会成为光。相比之下,萤光灯(Fluorescent lamp,亦称光管)的效率高很多,接近40%,所产生的热只是相同亮度的白炽灯的六分一。故此很多地方,特别是夏天需要空气调节的商场、大楼都会使用萤光灯照明以节省电力。小型的萤光灯(节能灯泡)把萤光灯及启动电子结合,使用标准电灯泡的接口,用以替代普通白炽灯泡。例如一个26瓦的节能灯泡,发出的亮度为11瓦,热量为15瓦。发出相同亮度11瓦的白炽灯泡耗电多四倍,达100瓦;放出热量多六倍,达90瓦。 很多家居内的电灯仍然是以普通白炽灯为主。卤素灯泡近年亦变得较为流行,特别是光源需要集中的情况,例如家居的射灯,汽车车头灯,经常会使用卤素灯泡。良好的卤素灯泡可以达到15%的效率。例如一个60瓦的卤素灯泡,亮度可等同一个100瓦的普通灯泡。但是卤素灯泡体积细小,运作时温度非常高。在家居应用时需要特别防护,防止引起火灾。 至于而户外的街灯照明,以钠灯(Sodium vapor lamp)最为常见。低压钠灯发出的是单调的橙色光线,但是它的效率却非常高,比普通电灯泡高出约十五倍。高压钠灯色效率稍低,但颜色较为丰富。 最近数年的发展,则以发光二极管(LED)及高强度气体放电灯(High Intensity Discharge HID)照明开始流行。前者的优点是非常长寿,现已用在交通灯、以及手电筒之上。后者其实是多种技术的统称(钠灯亦属于HID)。很多最新汽车使用的氙气车头灯(Xenon HID)、放映机使用的金属卤化物灯(Metal Halide),都是属于HID。
⑶ 电灯是怎样发明的
爱迪生小时候把蜡烛放在镜子前发现亮了许多,受启发,发明了灯丝。 准确的说,电灯不是爱迪生发明的,它是后来有人在爱迪生的基础上改造而成的。爱迪生发明的是灯丝。 爱迪生还发明了:留声机 他是铁路工人的孩子,小学未读完就辍学,在火车上卖报度日。爱迪生是一个异常勤奋的人,喜欢做各种实验,制作出许多巧妙机械。他对电器特别感兴趣,自从法拉第发明电机后,爱迪生就决心制造电灯,为人类带来光明。 爱迪生在认真总结了前人制造电灯的失败经验后,制定发详细的试验计划,分别在两方面进行试验:一是分类试验1600多种不同耐热的材料;二是改进抽空设备,使灯泡有高真空度。他还对新型发电机和电路分路系统等进行了研究。 爱迪生将1600多种耐热发光材料逐一地试验下来,唯独白金丝性能量好,但白金价格贵得惊人,必须找到更合适的材料来代替。1879年,几经实验,爱迪生最后决定用炭丝来作灯丝。他把一截棉丝撒满炭粉,弯成马蹄形,装到坩锅中加热,做成灯丝,放到灯泡中,再用抽气机抽去灯泡内空气,电灯亮了,竟能连续使用45个小时。就这样,世界上第一批炭丝的白炽灯问世了。1879年除夕,爱迪生电灯公司所在地洛帕克街灯火通明。 为了研制电灯,爱迪生在实验室里常常一天工作十几个小时,有时连续几天试验,发明炭丝作灯丝后,他又接连试验了6000多种植物纤维,最后又选用竹丝,通过高温密闭炉烧焦,再加工,得到炭化竹丝,装到灯泡里,再次提高了灯泡的真空度,电灯竟可连续点亮1200个小时。电灯的发明,曾使煤气股票3天内猛跌百分之十二。
⑷ 谁发明了电灯,过程是怎么样的
爱迪生在认真总结了前人制造电灯的失败经验后,制定了详细的试验百计划内,分别在两方容面进行试验:一是分类试验1600多种不同耐热的材料;二是改进抽空设备,使灯泡有高真空度。他还对新型发电机和电路分路系统等进行了研究。
他从白热灯着手试验。把一小截耐热的东西装在玻璃泡里,当电流把它烧到白热化的程度时,便由热而发光。他首先想度到炭,于是就把一小截炭丝装进玻璃泡里,刚一通电可马上就断裂了。
爱迪生拿起断成两段的炭丝,再看知看玻璃泡,过了许久,才忽然想起,“噢,也许因为这里面有空气,空气中的氧又帮助炭丝燃烧,致使它马上断掉!”于是他用道自己手制的抽气机,尽可能地把玻璃泡里的空气抽掉。一通电,果然没有马上熄掉。但8分钟后,灯还是灭了
⑸ 电灯是怎样发明出来的
电灯是经过爱迪生不断重复实验发明创造出来的。1809年,英国皇家研究院教授汉弗莱·戴维爵士(法拉第的老师)用2000节电池和两根炭棒,制成世界上第一盏弧光灯。1879年10月21日,美国发明家爱迪生通过长期的反复试验,终于点燃了世界上第一盏有实用价值的电灯。
灯泡发明的过程:
爱迪生在认真总结了前人制造电灯的失败经验后,制定发详细的试验计划,分别在两方面进行试验:一是分类试验1600多种不同耐热的材料;二是改进抽空设备,使灯泡有高真空度。他还对新型发电机和电路分路系统等进行了研究。
爱迪生将1600多种耐热发光材料逐一地试验下来,唯独白金丝性能量好,但白金价格贵得惊人,必须找到更合适的材料来代替。1879年,几经实验,爱迪生最后决定用炭丝来作灯丝。他把一截棉丝撒满炭粉,弯成马蹄形,装到坩锅中加热,做成灯丝,放到灯泡中,再用抽气机抽去灯泡内空气,电灯亮了,竟能连续使用45个小时。就这样,世界上第一批炭丝的白炽灯问世了。1879年除夕,爱迪生电灯公司所在地洛帕克街灯火通明。
为了研制电灯,爱迪生在实验室里常常一天工作十几个小时,有时连续几天试验,发明炭丝作灯丝后,他又接连试验了6000多种植物纤维,最后又选用竹丝,通过高温密闭炉烧焦,再加工,得到炭化竹丝,装到灯泡里,再次提高了灯泡的真空度,电灯竟可连续点亮1200个小时。电灯的发明,曾使煤气股票3天内猛跌百分之十二。
继爱迪生之后,1909年,美国柯进而奇发明了用钨丝代替炭丝,使电灯效率猛增。从此,电灯跃上新台阶,日光灯、碘钨灯等形形色色的灯如雨后春笋般登上照明舞台。
⑹ 怎么发明灯泡
在电灯问世以前,人们普遍使用的照明工具是煤油灯或煤气灯。这种灯因燃烧煤油或煤 气,因此,有浓烈的黑烟和刺鼻的臭味,并且要经常添加燃料,擦洗灯罩,因而很不方便。 更严重的是,这种灯很容易引起火灾,酿成大祸。多少年来,很多科学家想尽办法,想发明 一种既安全又方便的电灯。 19世纪初,英国一位化学家用2000节电池和两根炭棒,制成世界上第一盏弧光 灯。但这种光线太强,只能安装在街道或广场上,普通家庭无法使用。无数科学家为此绞尽 脑汁,想制造一种价廉物美、经久耐用的家用电灯。 直到1906年,爱迪生又改用钨丝来做,使灯泡的质量又得到提 高,一直沿用到今天。