让气体“跑”进灯泡里

2013-04-29 00:44陈晨希
发明与创新·小学生 2013年6期
关键词:钨丝惠特尼灯丝

陈晨希

1879年,爱迪生发明了炭丝电灯,可是这种电灯亮度不理想,灯丝的制作比较复杂,使用寿命不是很长。

1909年,美国通用电器公司的库里基发明了以钨丝做灯丝的电灯泡,让人们用上了更好的灯泡,但通电后钨丝极易变脆,灯泡的使用寿命也受到影响。

能不能研究出比钨丝电灯更好的灯泡呢?

一天,在通用电器公司工作的化学家兰米尔来到研究钨丝电灯的实验室,这个实验室当时正在攻克延长钨丝寿命的难关。“你们采取什么办法解决这个问题呢?”兰米尔问大家。

研究人员告诉他,目前最好的方法是把灯泡内的气体全部抽出。这种“真空灯泡”的研究引起了兰米尔的浓厚兴趣,他高兴地加入了这个课题的研究。

“要延长钨丝的寿命,必须先了解钨丝‘短命的原因。”兰米尔认为钨丝变脆是钨丝内的气体杂质引起的,于是他向公司研究实验室主任惠特尼博士建议,“我们必须在高真空的条件下加热各种灯丝样品,以测定各种情况下所产生的气体量。”

惠特尼赞同兰米尔的见解,让兰尔米专门从事这项研究,并给他配了几名助手。

经过一段时间的研究,结果表明兰米尔的想法是对的。

没有在真空条件下经长时间加热的灯泡玻璃,表面会慢慢释放水蒸气,而这水蒸气与灯泡内的钨丝发生化学反应,产生了氢气。

此外,灯泡接头的地方,一些材料也会释放一些气体。正是这类气体的化学作用,使钨丝变脆、灯泡玻璃壁变黑,缩短了钨丝电灯的使用寿命。

找到了问题,可是这些问题如何解决呢?

兰米尔觉得应该采用与抽空气体相反的方法,即给灯泡充气,把各种不同的气体分别充入灯泡,看看这些气体跟钨丝“相处”得怎么样。

“这种方法没有人试过,肯定行不通。”

“这绝对解决不了问题。”

……

兰米尔的同事们包括惠特尼博士纷纷反对,兰米尔微笑着说服大家。他分别把氢气、氮气、氧气、二氧化碳等气体充入灯泡,并在不同的外界条件下进行试验。

最后,他发现在高温下氮气并不离解,许多蒸发出的钨原子撞击到氮分子后又乖乖地回到钨丝上。显然,氮气对钨丝有保护作用,能使钨丝寿命延长。

“终于找到了新方法!”兰米尔高兴得跳起来,之后,他发明了功率大、寿命长、效率高的充气灯泡。

后来,兰米尔又把小直径灯丝圈成螺旋形,减少了热传导损失,并且发明了以氖气代替氮气而制成的小功率充气灯泡。

如今,我们仍在使用兰米尔发明的充气灯泡呢。

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