爱迪生发明灯的故事是什么?
铂丝白炽灯的研制已经相当成功,但其价格毕竟太贵。他决心制造一种更好的电灯。
实验用的线圈每次都要从费城的玻璃吹制工那里运过来,浪费了很多时间,还不可避免的中途断裂,这让他很恼火。后来,他干脆雇了一个叫路德维希·博姆的年轻人为他制作“玻璃丁宝”。
一天晚上,爱迪生在实验室呆到很晚。他心不在焉地把一块压缩的烟煤卷在手里。他似乎在想象着什么,不自觉地把手中的烟煤搓成了细线。他突然想到这可能会制造出更好的电灯。
他在身边剪下一小段棉纱,在炉中熏了约1小时,然后放入玻璃泡中,抽去空气,再接通电流。脆弱的棉线立刻发出耀眼的光芒。然而,碳线无法承受电池的全部电压,很快就烧坏了。他在显微镜下检查断了的线,发现碳化棉线变得异常坚硬。
于是他加紧了努力。他抛弃了用棉线的方法,尝试用细木条,然后用稻草、纱纸、线、马尼拉麻绳、马毛、钓鱼线、栗子、硬橡胶、栓木、藤条、玉米纤维,甚至人的胡须和头发作为细丝。
爱迪生在休伦港车站学习电报时,站长麦肯齐热情地教他代码。爱迪生建立研究所后,他被特别邀请到研究所工作。这个时候麦肯齐已经老了,实际上也做不了多少事了。爱迪生雇他只是为了报答他的友情,让他挂个休闲岗养老。麦肯齐是苏格兰人,红棕色头发,留着胡子。有一天,爱迪生正在苦思灯丝材料,突然看到麦肯齐的红胡子,眼睛一亮。他问麦肯齐能否借些东西做电灯实验。爱迪生兴致勃勃地挑选了几根浓密的胡须,先碳化,然后放进灯泡里做实验。这时,他又设计了一种新的抽气装置,灯泡的真空度有了明显的提高。
遗憾的是,实验结果显示,用胡须做灯丝还是不成功。麦肯齐找到爱迪生,拍着胸口说:“再试试我的头发!”“爱迪生说头发和胡子的本质是一样的,没有被采纳。但是,麦肯齐的敬业让人感动。爱迪生试验了近1600种材料,但都失败了。
从10到16,经过5天的摸索,出现了最终的突破。这一次爱迪生再次使用棉线。他把它做成各种圆弧,然后放在一个封闭的金属盒子里碳化几个小时。几个小时后,金属盒被取出,打开后,棉线已经变成了炭线。这时,“巴什勒小心翼翼地拿着这件宝贝,向灯泡吹制车间走去,而我则像一个护卫护送无价之宝。”(爱迪生)直到第四天,他终于取出一段完整的碳丝,成功地放进玻璃灯泡里,接上电源。果然,灯丝发光了。然而这样的电灯只亮了一会儿,碳丝就烧断了。
虽然碳丝灯只亮了很短的时间,但它为电灯的研究带来了希望。报纸刊登了这条消息。没想到,爱迪生为此遭到了很多诽谤和攻击。那时,煤气灯多用于照明。那些煤气公司的老板们害怕电灯的出现会给他们造成经济上的巨大损失,所以他们拼命反对电灯的研究工作。他们竭力让人们相信爱迪生是一个善于吹牛的大骗子。
一些正统科学家也一笑置之,认为年轻的爱迪生在做梦,不相信他的研究成功,认为小电灯做不出来。其他电灯研究人员也抨击爱迪生窃取了他们的研究成果。
有人嘲笑他说:“不管爱迪生有几盏电灯,只要其中一盏寿命超过20分钟,我就出100美元,尽可能多。”对此,爱迪生的回答是坚定信心地继续实验。
也有人说“就算造出来,人家也买不起。”爱迪生坚定地回答:“电灯普及的时候,只有奢侈品人才买得起蜡烛。”
爱迪生决心发明一种体积小、亮度高、寿命长、可以随意开关的电灯。经过多次实验、失败和重新实验,一天傍晚,爱迪生和他的助手们成功地把碳丝放进了灯泡。一位德国玻璃专家按照爱迪生的指示,把灯泡里的空气抽至百万分之一大气压,密封起来。这为爱迪生的成功提供了先决条件。爱迪生接通电流,他们日夜盼望的场景终于出现在眼前:灯泡发出了金光!这一天是1879,10,21,后来被定为电灯发明日。连续使用45小时后,这盏灯的灯丝被烧断了。这是第一盏具有广泛实用价值的电灯。
爱迪生后来回忆起这个难忘的时刻说:“我们坐在那里,看着灯继续燃烧。它燃烧的时间越长,我们就越觉得着迷。我们谁也不能走路睡觉——整整40个小时,我们谁也没有睡觉。我们坐着,凝视着心中的灯。它持续燃烧了大约45个小时。”
爱迪生克服了困难,最终实验成功了。他自信地说:“我想我们已经找到了制造它的方法。”如果现在能坚持45小时,过几天我就能让它坚持100小时。"
6月1879 165438+10月1日,爱迪生申请了碳丝灯专利,声明“即使将一根棉线正确碳化,置于百万分之一大气压的真空玻璃灯泡中,也能对通过它的电流保持100-500欧姆的电阻,在极高的温度下也能保持绝对电阻。
爱迪生没有喝醉。他说:“我成功发明了一种实用的白炽灯,我刚刚踏上了一整个组织的门槛。”我们将继续实验,使这种灯更加完美。因此,在接下来的几周里,他和他的助手们致力于制造灯泡。他不断改变灯泡的大小和形状,改变引入灯丝和密封灯泡的方法。爱迪生的同事们复制了许多这种灯泡,有些挂在实验室里,有些送到爱迪生家、巴切勒先生家和乔丹夫人的廉价旅馆。然后竖起电线杆,把这些灯接到实验室的发电机上。街上还挂着一些灯泡。
直到65438年2月底,爱迪生才公开告诉人们他已经成功地实验了电灯。为了通过媒体详细介绍电灯,他邀请了《纽约先驱报》的记者马歇尔·福克斯,并允许他随意参观实验室,随意提问。
65438+2月21日,《先驱报》的记者福克斯被过早地允许发表他关于爱迪生发明电灯的报道,震惊了世界。文章除了占了一个整版,还在第二版占了一个专栏,标题分别是* * * 11——“爱迪生的灯”、“伟大的发明家在电灯照明上的胜利”、“一张纸”、“没有煤气,没有火焰,比油便宜,却光芒四射”、“炉中开关”这可以说明这篇文章的重要性。记者生动而扣人心弦地讲述了爱迪生的魔术:在“一口气能吹走的小纸片”上通上电流,产生明亮而美丽的光,就像意大利秋天日落时的柔和光线。
爱迪生无意做出谦虚的姿态。他宣布门罗公园将在新年前夜的65438到0880被这种神奇的新光源照亮。从圣诞节到新年的一周时间里,人们蜂拥至门罗公园观看爱迪生奇迹般的“未来之光”。
这是一个非常特别的新年晚会。1879最后一个寒冷的雪夜,宾夕法尼亚铁路公司载着3000人来到门罗公园。他们来自纽约和费城。纽约《先驱报》在1880开头报道了这非凡的一幕:
“由于参观者络绎不绝,一个容纳二三十名技术人员的实验室已经停工一周了。这些游客来自四面八方,以至于数英里之外的这个方圆小城挤满了各种各样的车辆——有男人和女人、农民、技术人员、体力劳动者和儿童——与此同时,渴望做生意的银行家、经纪人、资本家、游客和有关方面的代理人下了火车。”
庆祝活动计划在天黑时开始,爱迪生告诉研究所的工作人员在从研究所到车站的一路上安装电灯,当第一列火车进站时,立即点亮电灯。当火车开始到达这个冬天的黑暗时,爱迪生启动了机器,所有40个白炽灯泡都亮了。电灯像金花一样闪耀,照亮了雪地。
下火车的人都傻眼了。研究所院子里的几百盏灯让人眼花缭乱,他们都惊讶地屏住了呼吸。让他们难忘的不仅仅是灯本身,还有可以随时开关的事实。这是他们从未见过的最神奇的事情。这里就像另一个世界!他们都对这个历史上的伟大发明感到惊讶!
人忘了冷,晚上12点才想回去。到处都有人喊:“爱迪生万岁,爱迪生万岁!”"
爱迪生留在机器旁,让电灯发光。他穿着满是破洞的旧脏衣服。人们认为他是一个不重要的人。他的衣服不会引起人们的注意,但能让他听到人们在谈论什么。
“这是大自然做不到的,”一个人说。
“你见过这么漂亮的东西吗?”另一个人说。
一位当地老人给这种细丝取了一个英文绰号,叫做“烧红的发夹”。他说:“它看起来很美,但即使我死了,我也想不通这个烧红的发夹是怎么进玻璃瓶的。”
庆典用的电灯寿命170小时,碳丝用厚纸烘烤。仅仅两个月,爱迪生就取得了如此巨大的进步。
他在演讲中说:“每个人都称赞我的发明非常成功,但它仍在研究过程中。灯泡寿命达到600小时才算成功。”
这句话再次让与会者大吃一惊。
对门洛帕克戏剧性的展览有各种各样的反应。爱迪生收到了来自世界各地的信件、电报和礼物,人们称赞他是一个伟人。全世界的记者都报道了这一盛况,称赞爱迪生是自阿基米德以来最伟大的科学家,可能是有史以来最伟大的科学家。
1879年夏天,100美元份额的爱迪生电灯公司股票一度跌至20美元。圣诞节后成功展出后,公司股价又开始暴涨。康克林参议员传话来说,他将以每股3000美元的价格收购它。不甘示弱的银行家奥古斯特·特伯·孟(Augustus Teber Meng)表示,他正在以每股3500美元的价格购买爱迪生电灯公司的股票,并表示未来将继续以这一价格购买股票。拥有大量股权的摩根士丹利的德莱克·塞尔也在购买爱迪生公司的股票。小股东们持有他们的股票,希望每股市价达到5000美元。
人们开始编造关于爱迪生的故事。很多无知的人认为,昏星一定是爱迪生挂在天上的电灯。数百人写信给这位发明家,询问有关传说中的“爱迪生之星”的情况。爱迪生最后要求《纽约先驱报》刊登他的声明,表明他没有拿星星做实验。
许多关于他自己和他超人能力的奇异故事已经出版。这些荒诞的故事依然流传,让人深信不疑。
一位记者写了这样一篇荒诞的报道:“爱迪生用一种特殊的化学处理方法制作了一件衬衫。这件衬衫有365层,但是很薄。穿这种衬衫的人,只要每天剥一层,一年四季都能穿干净衣服。爱迪生本人现在就穿着这件衬衫。这种毛衣是门罗公园研究所的稀有发明,名叫爱迪生毛衣。”
它被刊登在美国500多家报纸上,甚至传遍世界各地,以至于世界各地的信件和电报像雪片一样飞来,有的甚至寄来了汇票和现金,所以一定要买。
当然,这对爱迪生来说是一场灾难。他曾愤怒地说:“这个胡说八道的可恶记者,真想揍他一顿。”
除了这些荒诞的报道,电气行业和报纸上也有人对爱迪生的发明持怀疑态度,甚至诅咒和攻击。
圣诞节后两天,纽约伦敦《泰晤士报》的记者、费城地方电报公司的总裁,甚至《费城公共纪事报》的副总编都来到了门罗公园。从《泰晤士报》上发表的报道来看,他们对爱迪生的发明持怀疑态度。报纸上说爱迪生“所有的努力都彻底失败了”。
电气工程师埃利胡·汤姆森(Elihu Thomson)在1980年初参观门罗公园后表示,白炽灯几乎不可能成为盈利产品。一年后,著名的沃纳·冯·西门子认为这种灯在经济上无法与弧光灯竞争。此外,《纽约先驱报》还在65438年10月5日刊登了w·E·索耶的一封信,信中写道,“我不相信有人能在这方面取得成功,因为迄今为止还没有制造出一个完美的白炽灯。”信中还说:“虽然据说爱迪生先生的电灯能连续燃烧240小时,但我仍然确信,如果爱迪生先生的电灯能达到煤气灯发出的光标准的一半(更准确地说是12灯),它也坚持不了三个小时。”
一家由煤气公司财团操纵的报纸以“爱迪生的惨败,在除夕夜欺骗了所有人”为题,对当时的演出进行了歪曲报道:“当时演出的数百盏电灯中,没有一盏比煤气灯稍亮。游客的失望非常明显。.....观众看那种电灯的眼神,已经充分预示了这种电灯的未来。”
更有甚者,煤气公司的老板们雇佣了一群流氓来破坏爱迪生的发明。一天,爱迪生在门罗公园广场公开测试他的白炽灯。在众多参观者中,有一个人偷偷溜到实验机具后面,慢慢靠近接线。当他以熟练的技术触碰到接线时,接线立刻燃烧起来。在这种情况下,如果允许发电机再次向接线输送电流,就会发生大事故。
那人环顾四周,很快吃完,然后回到参观的人群中。
后来,当爱迪生打开开关时,电线中的保险丝断了,白炽灯也停止了工作。
这时爱迪生研究所的一个人抓住了这个人,因为他从研究所的楼上看到了这个人的破坏行为,所以就冲了下来。
这样一来,这个人的身份就暴露了。当人们问他为什么做这样的事时,他回答说:“因为对方给了我钱。为了破坏爱迪生的实验,我混入参观的人群中,寻找机会破坏接线,试图让爱迪生的实验失败。”
由于坏人的破坏,这个实验无法顺利进行。此刻,参观人群中的一些人立即吹起了口哨,另一些人则斥责爱迪生的失败。解释实验的人只好解释:“请安静。这次失败不是因为我们的产品不好,而是因为有人弄坏了接线,破坏了我们的实验。别害怕,我们会重新开始实验的。”于是参观者报以热烈的掌声。
很快,当开关打开时,实验再次开始,数千盏白炽灯照亮了门罗广场。
虽然有人怀疑,有人攻击,有人破坏,但爱迪生坚信,当电灯简单廉价的时候,一定会受到大众的欢迎。届时,这些谣言、诽谤和攻击自然会消失。
致力于白炽灯的改进
在1879最后一周门罗公园的电灯展之后,爱迪生电灯思想的中心一直是如何将电力从总发电装置输送到大面积区域。第一个项目是改善安装在卧室、公寓和商业建筑中的电气设备。1880 1年初,他提出了电灯、制造高真空的装置和特殊灯泡及灯座的专利申请。到年底,他拥有56项专利,其中三分之二是电灯、发电机、辅助设备和各种形式的配电装置的申请。
在爱迪生的众多研究项目中,改进灯泡是主要内容。爱迪生不断改进灯泡的形状。1879结束时,灯泡仍为长颈圆形,灯丝直伸至最内端,白金穿线丝封于内端顶端,灯泡顶点呈尖状。几个月后,爱迪生通过增加灯泡的尺寸来提高白炽灯的亮度。后来,他在灯丝接头处用了一块德国玻璃,使灯泡密封得更好。很快他放弃了这种做法,灯泡的形状又变了。
整个20世纪80年代,爱迪生不断改进白炽灯。他认为没有必要找电工做专门的工作来换灯泡。为了解决这个问题,他反复实验。首先在灯泡下组装一个木插座,然后把木插座换成熟石膏插座。最后爱迪生发明了一种螺母,是受煤油罐螺旋盖的启发而修改的。
为了测试灯泡的性能,爱迪生把灯泡带到一艘船上做实验。1880年5月,一艘3200吨重的钢壳船“哥伦比亚”号从宾夕法尼亚州切斯特的造船厂起航,开始了绕合恩角到加利福尼亚的首次航行。这是第一艘用电灯照明的船。哥伦比亚号经过两个月的航行到达旧金山,船上所有的115白炽灯经过415个小时的持续照明,依然在发光。第二年,爱迪生在伦敦的霍尔本高架桥上启动了第一个城市白炽灯照明系统。由爱迪生设计并从纽约运来的两台巨大的发电机为周围地区(包括中央邮政大楼区)的约2000盏电灯提供电力。
提高灯泡的耐用性是爱迪生改进白炽灯的重要组成部分。经过一年多的改进,他的一个样品灯以16灯的亮度燃烧了1589小时。虽然寿命的延长意味着需求的减少,但是电灯的普及却大大增加了这种需求,而不是减少。1882年,制造了约65438+万个灯泡;10年后年产量达到400万;到1903,年产量已达4500万。
灯泡销量这么大,直接关系到降低灯泡生产成本。爱迪生努力降低生产成本。第一批灯泡的价格约为65,438美元+0.25英镑。爱迪生估计,为了与现有的照明方法竞争,每个灯泡的价格不得超过40美分。要以这个价格销售,他必须保持对灯泡生产的控制,同时必须承担亏损的风险,同时努力将灯泡的生产成本降低到有利可图的水平。在灯泡生产的第二年,他将生产成本降低到每个65438美元+0.10美元。第三年减到50美分,第四年减到37美分。当他将每个灯泡的成本降低到22美分时,他卖掉了制造权,专注于其他研究项目。
为了提高灯泡的质量,延长灯泡的寿命,爱迪生尽最大努力寻找适合做灯丝的材料。到了5月初,1880,爱迪生拿起笔记本算了一下,他测试了大约6000种植物纤维材料。虽然灯泡试制成功,但他总觉得灯丝结构不尽如人意,质感不够对称,所以发出的光并不理想。
一次偶然的机会,爱迪生在实验室里捡到了一把棕榈叶风扇。爱迪生把它捡起来,看了一遍又一遍,眼睛盯着包在上面的那圈细细的竹丝。因为他一直在思考用什么样的合理的纤维有机物做灯丝,所以他马上把竹丝摘下来,交给助手马上做实验。没想到,效果前所未有。爱迪生非常高兴,他决定寻找世界上最好的竹子作为电灯的灯丝。
于是爱迪生详细调查了有关竹子的资料。目前已知的有1200种。他要用全部1200种竹子做实验。
他的方法真的很彻底。从该所挑选了20人组成调查小组,准备65438+万元环游世界。
爱迪生亲自去西印度群岛的牙买加岛取回各种竹子。
中国和日本生产的竹子种类最多,所以我们应该从它们开始。他最初在1880年夏天派威廉·H·摩尔去东亚,深入中国和日本。摩尔历尽艰辛,带回了多种竹子。爱迪生选择了最合适的日本竹子,即他与日本农民签订合同,按时供应一定数量的竹子。日本农民擅长改良竹种,但他们的出货量一天比一天好。爱迪生之所以那么乐意长期使用竹纤维,是因为它特别均匀。
从1880到65438+二月,JohnC。熟悉南美植物的布劳内尔奉命前往巴西帕西,深入森林,跋涉2000公里,在白人没有去过的土地上采集丰富的药草和梭梭。实验室员工泽格里·多尔奉命前往古巴索要纤维。当他到达哈瓦那时,他患了黄热病,并在一周内死亡。爱迪生想到古巴可能产不出更合适的竹子,就不再派人了。爱迪生也派人去佛罗里达探索扇叶棕榈和牙买加寻找竹子。但是没有一个是合格的,竹子还不如已经被选作商用的日本竹子。汉宁顿游历了乌拉圭、阿根廷、巴拉圭和巴西的最南端。最具冒险精神的人是弗兰克·麦克-高恩。为了寻找特殊的竹子,他游历了秘鲁、厄瓜多尔、哥伦比亚和南美洲的荒野。在98天的旅途中,迈克·高恩甚至不敢脱下衣服睡觉。在路上,我们有时会遭到洪水袭击,有时会遭到当地人的袭击,还有野生动物的危险。加上黄热病,一共花了15个月。1889年5月2日,纽约《日落晚报》宣称,麦高恩的旅行可以与古代最伟大的旅行家的杰作比肩。
新泽西州一所学校的校长詹姆斯·里克特也曾为爱迪生工作过。他经英国渡过苏伊士运河,到达锡兰,进入印度。穷搜高原山谷,还要穿过缅甸和马来半岛的其他地方,只能取道中国和日本。他旅行了整整一年。Ricardon说,“找到一种纤维比工厂里用的好两三倍。”
在他发现的竹子中,有直径30厘米、高30米的巨型竹子。从世界各地收集的竹子大约有6000种。由此,日本竹是最好的碳纤维,可以持续1000小时以上,达到经久耐用的目的。从65438年到0908年的9年间,日本竹子一直是供应碳纤维的主要原料。
寻竹者的行动引起了公众的关注,纽约《太阳报》曾这样描述其中一人:“任何神话或寓言中的英雄都不能像这位无畏的文明先驱那样表现出拯救美女的勇气。即使是忒修斯、齐格弗里德或童话中的骑士,也会羡慕爱迪生势不可挡的助手们的胜利。”
爱迪生的事业是无止境的。他仍然不满足于用竹子做灯芯,于是发明了一种化学纤维代替竹丝,提高了灯泡的质量。后来,测试工作转向耐热金属,结果,钨被用作灯丝。此后,电致发光的效率比以前提高了3倍,应用范围也空前扩大,逐渐遍布全球。1921年,美国* * *制造钨灯15497.10000灯,这就是我们现在使用的灯泡。爱迪生坚持他的研究,终于成功了。爱迪生的白炽电灯明亮、柔和、无声、无味,对人体健康无害。1880 65438+10月3日,美国《哈珀周刊》发表了一篇《白炽灯印象》的报道,称:“闪电能够发生,似乎令人难以置信。.....是最清晰最纯粹的光,如一团太阳光,没有任何对我们有害的气体或蒸汽。它不受气候或风雨的影响,不需要火柴点燃,也不冒烟。它有均匀稳定的光,就像晴天的阳光,但它的价格比最便宜的油灯还低。”爱迪生发明电灯的事实,大体上使那些诅咒爱迪生的人改变了看法,并谦恭地向电灯的发明者道歉。有人在报纸上发表文章说:“1879年爱迪生先生发明白炽灯的消息传来的时候,一般的科学家,尤其是我自己,都怀疑这个消息的真实性。马蹄形的纸灯丝似乎无法支撑机械振动,似乎无法长时间持续发出白光。然而,爱迪生先生并没有失望。他不顾别人的指责,坚持自己的研究,终于成功了。我们不得不对他坚定不移的信念表示由衷的敬佩。”
另一位有声望的人物在一次科学小组会议上说:“过去,我们对爱迪生先生有很多冷冷的指控,其中我自己可能是最严厉的。”现在我感到非常荣幸能借此宝贵的机会宣示我的信心:我完全相信爱迪生先生已经彻底解决了他想要解决的问题,他的任何对手都不可能表现出除了坦承失败以外的任何东西。"
正如贝尔不是电话的唯一发明者一样,爱迪生也不是电灯的唯一发明者。
早在爱迪生之前,英国电工j .斯旺在20世纪40年代末就开始研究电灯了。经过近30年的努力,天鹅终于找到了一种适合做灯丝的碳丝。1878 18年2月18,天鹅试制成功第一只白炽灯泡。此后不久,他还在纽卡斯尔化学协会展示了他的碳丝灯泡。当他关于白炽灯的实验报告在美国发表时,也给了爱迪生直接的帮助。
然而,与爱迪生不同的是,斯万在发明了白炽灯之后,直到1880才申请了专利。直到1881才正式投产。灯泡投产后,他未能像爱迪生那样建成相应的电站和输电网。就这样,爱迪生后来居上,成为公认的白炽灯发明者。
斯万起步比爱迪生早,发明也更早,但反而没有像爱迪生那样成功。主要原因有:第一,天鹅的科研经费没有爱迪生雄厚,爱迪生研发电灯前后投入50万美元;天鹅的投入极其有限。其次,在人力方面,爱迪生有爱迪生实验室,技术力量雄厚;天鹅在实际开发工作中只有一个助手;第三,爱迪生注意到了电站、输电网等配套工程;另一方面,斯旺没有能力开展这样的配套项目。由于这些原因,爱迪生在发明白炽灯后的影响力比比斯万大得多。
电灯是19年底最著名的发明,也是爱迪生对人类最辉煌的贡献。人们对爱迪生评价很高:希腊神话中,普罗米修斯从人类手中偷走了天火;爱迪生给人类带来了光明。
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