日光灯如何发明的?
日光灯如何发明的?
日光灯如何发明的?
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”.