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灯泡的发明多伟大(灯泡发明简史)

灯泡的发明多伟大(灯泡发明简史)1840年,英国科学家沃伦·德拉·鲁发明了一种高效的灯泡,用卷曲的铂丝代替铜,但铂金的高成本使灯泡未能取得商业成功。1848年,英国工程与技术学会称,英国人威廉·斯泰特发明了一种发条机制,可以调节灯管中快速腐蚀的碳棒的运动,从而延长了传统弧光灯的寿命。但是,斯泰特的灯具供电的电池的成本使发明者的商业冒险受挫。虽然戴维的弧光灯肯定是对伏特的独立灯柱的改进,但它仍然不是一个非常实用的照明光源。这盏简陋的灯很快就烧坏了,在家里或工作场所使用太亮了。然而,戴维的其他照明实验为矿工们带来了安全灯,也为巴黎和其他欧洲城市带来了路灯。戴维弧光灯背后的原理在整个19世纪被用于开发其他许多电灯和灯泡。灯泡的故事早在1879年爱迪生为第一个商业上成功的灯泡申请专利之前就开始了。1800年,意大利发明家亚历山德罗·伏特发明了第一种实用的发电方法——光伏堆。由锌和铜交替制成的圆盘,中间点缀着几层浸在盐水中的纸板,

尽管托马斯·爱迪生被认为是发明灯泡的人,但这项革命性的技术实际上是由几位发明家发明的。

灯泡的发明多伟大(灯泡发明简史)(1)

虽然托马斯·爱迪生通常被认为是发明灯泡的人,但这位著名的美国发明家并不是唯一一个对这项革命性技术的发展做出贡献的人。来自世界各地的许多其他著名发明家、工程师和科学家也因他们在电池、电灯和第一个白炽灯泡方面的工作而受到赞扬。

当你想知道是谁发明了灯泡时,你可能不会首先想到亚历山德罗·沃尔塔、汉弗莱·戴维或约瑟夫·斯旺这三个名字,但他们在科技发展史上的作用同样重要。所以,请继续阅读下面的文章,将为您揭示真实的历史。

前期研发

灯泡的故事早在1879年爱迪生为第一个商业上成功的灯泡申请专利之前就开始了。1800年,意大利发明家亚历山德罗·伏特发明了第一种实用的发电方法——光伏堆。由锌和铜交替制成的圆盘,中间点缀着几层浸在盐水中的纸板,当铜线的两端连接起来时,电桩就会导电。虽然实际上是现代电池的前身,但伏特的发光铜线也被认为是白炽灯的最早表现之一。

伏打堆使科学家能够在受控条件下对电流进行实验。在伏特向伦敦的皇家学会提交他的连续电源的发现后不久,戴维通过将伏打电堆连接到木炭电极上,制造了世界上第一盏电灯。

戴维1802年的发明被称为电弧灯,以它的两根碳棒之间发出的明亮弧光命名。

灯泡的发明多伟大(灯泡发明简史)(2)

虽然戴维的弧光灯肯定是对伏特的独立灯柱的改进,但它仍然不是一个非常实用的照明光源。这盏简陋的灯很快就烧坏了,在家里或工作场所使用太亮了。然而,戴维的其他照明实验为矿工们带来了安全灯,也为巴黎和其他欧洲城市带来了路灯。戴维弧光灯背后的原理在整个19世纪被用于开发其他许多电灯和灯泡。

1840年,英国科学家沃伦·德拉·鲁发明了一种高效的灯泡,用卷曲的铂丝代替铜,但铂金的高成本使灯泡未能取得商业成功。1848年,英国工程与技术学会称,英国人威廉·斯泰特发明了一种发条机制,可以调节灯管中快速腐蚀的碳棒的运动,从而延长了传统弧光灯的寿命。但是,斯泰特的灯具供电的电池的成本使发明者的商业冒险受挫。

约瑟夫·斯旺和托马斯·爱迪生

据英国广播公司(BBC)报道,1850年,英国化学家约瑟夫·斯旺解决了之前发明者的成本效益问题,到1860年,他已经开发出了一种用碳纸灯丝代替铂灯丝的灯泡。据史密森学会称,1878年,斯旺在英国获得了一项专利。1879年2月,他在英国纽卡斯尔的一次演讲中展示了一盏可以工作的台灯。

和早期的灯泡一样,斯旺的灯丝被放置在真空管中,以尽量减少它们暴露在氧气中,延长它们的寿命。不幸的是,斯旺当时的真空泵的效率并不像现在这样高,虽然他的原型在演示中工作得很好,但在实际使用中是不切实际的。

爱迪生意识到斯旺设计的问题出在灯丝上。高电阻的细灯丝可以使灯变得实用,因为它只需要很小的电流就可以发光。1879年12月,他展示了他的灯泡。斯旺将这种改进融入到他的灯泡中,并在英国成立了一家电气照明公司。

爱迪生起诉他的专利侵权,但斯旺的专利是一个强有力的专利申明,至少在英国如此,这两位发明家最终联手成立了爱迪生-斯旺联合公司,成为世界上最大的灯泡制造商之一。

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爱迪生和灯泡的插图

斯旺并不是爱迪生面临的唯一竞争对手。1874年,加拿大发明家亨利·伍德沃德和马修·埃文斯为一种电灯申请了专利,这种电灯的电极之间夹着不同大小的碳棒,并装入充满氮气的玻璃圆筒中。这两个人曾试图将他们的灯泡商业化,但没有成功,最终在1879年将他们的专利卖给了爱迪生。

爱迪生灯泡的成功之后,1880年纽约爱迪生电气照明公司成立。该公司是在摩根大通和当时其他富有投资者的捐款下成立的。该公司建造了第一批发电站,为电力系统和新近获得专利的灯泡提供电力。据爱迪生技术中心介绍,第一座发电站于1882年9月在曼哈顿下城的珍珠街投入使用。

其他发明家,如威廉·索耶和阿尔本·曼都认输了,他们的公司与爱迪生的公司合并成立了通用电气。

第一个实用的白炽灯

根据美国能源部的说法,爱迪生成功并超越竞争对手的地方是开发了一种实用而廉价的灯泡。在1878年到1880年间,爱迪生和他的研究团队在新泽西州门洛帕克的爱迪生实验室测试了3000多种灯泡设计。

根据美国国家档案馆的资料,1879年11月,爱迪生为一种碳丝电灯申请了专利。该专利列出了几种可能用于灯丝的材料,包括棉花、亚麻和木材。第二年,爱迪生花了一年时间为他的新灯泡寻找完美的灯丝,他测试了6000多株植物,以确定哪种材料燃烧的时间最长。

据爱迪生博物馆介绍,在1879年的专利被授予几个月后,爱迪生和他的团队发现碳化竹丝可以燃烧1200小时以上。在19世纪80年代和20世纪初,竹子被用来制作爱迪生灯泡的灯丝,直到它开始被更耐用的材料所取代。

1882年,爱迪生的研究人员之一刘易斯·霍华德·拉蒂默获得了一项制造碳丝的更有效方法的专利。据史密森尼学会称,1903年,威利斯•R•惠特尼发明了一种治疗这种灯丝的方法,可以让灯丝发光,而不会使玻璃灯泡的内部变暗。

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复古风格的爱迪生灯泡

1910年,通用电气公司的美国物理学家威廉·大卫·柯立芝改进了公司制造钨丝的方法。钨的熔点是所有化学元素中最高的,爱迪生认为它是制造灯泡灯丝的绝佳材料,但在19世纪晚期,生产超细钨丝所需的机械设备还没有出现。

钨丝仍然是今天白炽灯灯丝使用的主要材料。

LED灯

发光二极管(led)现在被认为是照明的未来,因为它运行所需的能源更低,每月的价格更低,而且比传统的白炽灯寿命更长。

据美国通用电气公司称,20世纪60年代初,美国科学家尼克·霍洛尼亚克在尝试制造激光时,意外地发明了红色LED灯。和其他发明家一样,一些半导体在电流作用下会发光的原理早在20世纪初就为人所知,但霍洛尼亚克是第一个将其作为灯具使用而申请专利的人。

根据美国能源部的说法 几年之内,黄色和绿色的led被添加到混合中,并被用于包括指示灯、计算器显示器和交通灯在内的几个应用中。上世纪90年代初,日本和美国科学家Isamu Akasaki、天野浩和中村修二发明了蓝色LED,并因此获得了2014年诺贝尔物理学奖。通过在蓝色LED上涂上荧光粉,科学家们可以制造出白色LED灯泡。

今天,照明的选择已经扩大,人们可以选择不同类型的灯泡,包括通过加热产生紫外线的气体工作的紧凑型荧光灯(CFL)灯泡和LED灯泡。

包括飞利浦公司在内的几家照明公司正在努力突破灯泡的极限。飞利浦是几家开发出可以通过智能手机应用程序控制的无线灯泡的公司之一。飞利浦 Hue使用了LED技术,只要轻触智能手机屏幕,就可以快速打开、关闭或变暗,还可以编程。更高端的色调灯泡甚至可以设置成一个大范围的颜色(只有1600万),并与音乐、电影和视频游戏同步。

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