1932年諾貝爾獎得主——蘭米爾發(fā)明充氣燈泡

來源：網(wǎng)絡(luò)來源 2009-08-31 16:41:35

1879年，美國著名的發(fā)明家愛迪生發(fā)明了炭絲電燈。這種電燈與以往的電弧燈相比，無疑顯得實用多了。它的出現(xiàn)，標(biāo)志著人類使用電燈的歷史正式開始。然而，這種炭絲電燈亮度不理想，燈絲的制作方法比較復(fù)雜，使用的壽命也不是很長。因此，世界各國的科學(xué)家都在致力于白熾燈的改進。

　　在炭絲電燈誕生30年后的1909年，美國通用電器公司的庫里基發(fā)明了以鎢絲做燈絲的電燈泡。這種電燈與炭絲電燈相比，又前進了一步，但由于通電后鎢絲極易變脆，因此它的使用壽命也受到影響。

　　1909年夏天，一位叫蘭米爾的化學(xué)家來到美國通用電器公司工作。這位化學(xué)家造詣頗深，興趣廣泛。蘭米爾剛進入公司時，公司研究實驗室主任惠特尼博士并沒有立即分配蘭米爾做什么工作，而是建議他花幾天時間到各個實驗室走一走，看一看是否有他感興趣的課題。

　　蘭米爾來到研究鎢絲電燈的實驗室。他知道這個實驗室正在攻克延長鎢絲壽命的難關(guān)。

　　“你們采取什么辦法來解決這個問題呢?”蘭米爾問大家。

　　研究人員告訴他，目前最佳的方案是把玻璃內(nèi)的氣體全部抽出。這種“真空燈泡”的研究引起了蘭米爾的濃厚興趣。他高興地加入了這種課題的研究。

　　“要延長鎢絲的壽命，必須要先了解鎢絲‘短命’的原因。”蘭米爾一頭就扎進了鎢絲變脆原因的研究。他認為鎢絲變脆是鎢絲內(nèi)的氣體雜質(zhì)引起的。因此，他向惠特尼建議：“我們必須在高真空的條件下加熱各種燈絲樣品，以測定各種情況下所產(chǎn)生的氣體量。”

　　惠特尼很注重蘭爾米的新見解，他同意蘭爾米專門從事這項研究，并給他配了幾名助手。

　　經(jīng)過一段時間的研究，結(jié)果表明蘭爾米的想法是對的。沒有在真空條件下經(jīng)長時間加熱的燈泡玻璃，它的表面會慢慢釋放水蒸氣，而這水蒸氣與燈泡內(nèi)的鎢絲發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生了氫氣。此外，燈泡接頭的地方，一些材料也會釋放出一些氣體。正是這類氣體的化學(xué)作用，使鎢絲變脆、燈泡玻璃壁變黑，降低了鎢絲燈的使用壽命。

　　找到了問題的癥結(jié)，這只是邁出了勝利的第一步。問題該如何解決呢?

　　蘭米爾的同事們，包括惠特尼博士都認為，解決這一問題的辦法是進一步提高燈泡的真空度。確實，愛迪生以及以后的許多科學(xué)家，為了提高燈絲的壽命，都是在燈泡真空度上做文章，而且也取得了一定的成績。因此，順著這條路走下去，便成了大家很自然的想法。

　　可是，蘭米爾是一位獨創(chuàng)性很強的科學(xué)家。他不同意大家的意見。他建議采用與抽真空相反的方法，即充氣的方法，把各種不同的氣體分別充入燈泡，看看各種不同的氣體跟鎢絲“相處”得怎么樣。蘭米爾打比方說：“這好比把手伸到燈泡里，讓我們親自‘觸模’一下鎢絲。”

　　“這種方法沒有人做過，肯定行不通。”

　　“這種方法絕對解決不了問題。”

??面對大家的不同看法，蘭米爾微笑著說服大家。惠特尼博士雖然也有不同的觀點，但他還是支持蘭米爾試一試。

　　于是，蘭米爾分別把氫氣、氮氣、氧氣、水蒸氣、二氧化碳等氣體充入燈泡，并采用不同的溫度、壓力等外界條件進行試驗。

　　試驗結(jié)果表明：在高溫下，氫原子從鎢絲上擴散，擴散的氫原子重新結(jié)合在一起，劇烈地增強氣體的導(dǎo)熱作用。這對于燈泡來說，將會使它熱得受不了。

　　試驗結(jié)果還證實，燈泡的變黑確實是鎢絲蒸發(fā)所致。因為燈泡充入水蒸汽后，水蒸汽分子與熱鎢絲接觸，產(chǎn)生鎢的氧化合物，附在燈泡壁上，使燈泡變黑。

　　最后，蘭米爾發(fā)現(xiàn)，在高溫下氮氣并不離解，許多蒸發(fā)出的鎢原子撞擊到氮分子后又乖乖地回到了鎢絲上。顯然，氮氣對鎢絲有保護作用。也就是說，氮氣能使鎢絲壽命延長。

　　“終于找到了新方法了!”蘭米爾高興得跳起來。經(jīng)過4年進一步的研究，蘭米爾終于在1913年發(fā)明了功率大、壽命長、效率高的充氣燈泡。

　　后來，蘭米爾又把小直徑燈絲圈成螺旋形，減少了熱傳導(dǎo)損失，并且發(fā)明了以氖氣代替氮氣而制成的小功率充氣燈泡。