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人们是怎样从萤火虫身上得到启示发明日光灯

作者:淮南象牙塔
日期:2021-09-13 19:13:32
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与人们通常的认识恰恰相反,最初电灯的发明者不是爱迪生,爱迪生是改进了电灯。

早在1801年,英国一位名叫汉弗里·戴维的化学家就在实验室中用铂丝通电发光;1810年,他又发明了用两根通电碳棒之间发生的电弧而照明的“电烛”,这算是是电灯的最早雏形。另一位英国电技工程师约瑟夫·斯旺经过近30年的研究,于1878年12月制成了以碳丝通电发光的真空灯泡。

当年有关斯旺的电灯泡的报道给了爱迪生以很大启发。1879年10月,爱迪生终于成功制成了以碳化纤维作为灯丝的白炽灯泡,称之为“碳化棉丝白炽灯”,随后大量投产,并成立公司设立发电站和输电网等相应基础设施,很快使电灯在美国被普遍使用。

期间,他不断改进技术,最终确定以钨丝作为灯丝,称之为“钨丝灯”,并定型使用至今,爱迪生也由此成为公认的电灯发明者。

扩展资料:

美国专利局判爱迪生的碳丝白炽灯发明落于人后,专利无效。打了多年的官司后,亨利·戈培尔赢得专利,最后爱迪生从戈培尔贫困的遗孀手上买下专利。在英国,斯旺控告爱迪生侵犯专利,后来他们在法庭之外和解,于1883年在英国建立一家联合公司。

斯旺后来把他的股权及专利都卖给了爱迪生。

参考资料来源:百度百科-爱迪生



人们根据萤火虫发明荧光衣
发光服 这是科学家们为了保证人员在夜间或黑暗环境中的安全而研制的服装。它是根据萤火虫发光的启示,为登山、探险、考察人员在光线暗淡时行路、操作而制成的发光服。它表面光亮似镜,像萤火虫的萤光一样发射出亮光,即使在黑暗中也极易被人们发现,以此解救迷途或与基地失去联系的人员于危难之中。

萤火虫与人工冷光
自从人类发明了电灯,生活变得方便、丰富多了。但电灯只能将电能的很少一部分转变成可见光,余大部分都以热能的形式浪费掉了,而且电灯的热射线有害于人眼。那么,有没有只发光不发热的光源呢? 人类又把目光投向了大自然。
在自然界中,有许多生物都能发光,如细菌、真菌、蠕虫、软体动物、甲壳动物、昆虫和鱼类等,而且这些动物发出的光都不产生热,所以又被称为“冷光”。
在众多的发光动物中,萤火虫是其中的一类。萤火虫约有1 500种,它们发出的冷光的颜色有黄绿色、橙色,光的亮度也各不相同。萤火虫发出冷光不仅具有很高的发光效率,而且发出的冷光一般都很柔和,很适合人类的眼睛,光的强度也比较高。因此,生物光是一种人类理想的光。
科学家研究发现,萤火虫的发光器位于腹部。这个发光器由发光层、透明层和反射层三部分组成。发光层拥有几千个发光细胞,它们都含有荧光素和荧光酶两种物质。在荧光酶的作用下,荧光素在细胞内水分的参与下,与氧化合便发出荧光。萤火虫的发光,实质上是把化学能转变成光能的过程。
早在40年代,人们根据对萤火虫的研究,创造了日光灯,使人类的照明光源发生了很大变化。近年来,科学家先是从萤火虫的发光器中分离出了纯荧光素,后来又分离出了荧光酶,接着,又用化学方法人工合成了荧光素。由荧光素、荧光酶、ATP(三磷酸腺苷)和水混合而成的生物光源,可在充满爆炸性瓦斯的矿井中当闪光灯。由于这种光没有电源,不会产生磁场,因而可以在生物光源的照明下,做清除磁性水雷等工作。
现在,人们已能用掺和某些化学物质的方法得到类似生物光的冷光,作为安全照明用。

爱迪生发明电灯的故事:

1879年,爱迪生开始投入对电灯的研究,他认为 ,延长白炽灯寿命的关键是提高灯泡的真空度和采用耗电少,发光强、且价格便宜耐热材料作灯丝,爱迪生先后试用了1600多种耐热材料,结果都不理想。

1879年10月21日的傍晚,爱迪生制成了碳化纤维(即碳丝)白炽灯,率先将电光源送入家庭。爱迪生采用碳化棉线作灯丝,把它放入玻璃球内,再启动气机将球内抽成真空。结果,碳化棉灯丝发出的光明亮而稳定,足足亮了10多个小时(45个小时)。就这样,碳化棉丝白炽灯诞生了,爱迪生为此获得了专利。

之后爱迪生还一直致力于白炽灯的改进,为了提高灯泡的质量,延长灯泡的寿命,爱迪生想尽一切办法寻找适合制灯丝的材料。在爱迪生研制白炽灯泡灯丝材料的过程中,曾试验过棉线、木材的细条、稻草、纱纸、线、马尼拉麻绳、马鬃、钓鱼线、麻栗、硬橡皮、栓木、藤条、玉蜀黍纤维,甚至人的胡须、头发。

1880年,爱迪生又研制出碳化竹丝灯,使灯丝寿命大大提高,同年十月,爱迪生在新泽西州自行设厂,开始进行批量生产,这是世界最早的商品化白炽灯。

1880年5月初,爱迪生试验过的植物纤维材料共约6000种。在很长的一段时间里,爱迪生派遣了很多人前往世界各地寻找适合于制作灯丝的竹子。直至1908年的9年间,日本竹一直是供应碳丝的主要原料。

扩展资料:

白炽灯的发明,美国通常归功于爱迪生(美国著名发明家、企业家),英国则归功于斯旺(英国物理学家,化学家和发明家)。

1878年12月18日,斯旺试制成功了第一只白炽电泡。1879年爱迪生因发明碳化棉丝白炽灯获得了专利。1880年,斯旺申请了白炽灯的专利。

两位发明家的竞争十分激烈,专利纠纷几乎不可避免。后来,两人达成协议,合资组建了爱迪生——斯旺电灯公司,在英国生产白炽灯。

参考资料:

百度百科——托马斯·阿尔瓦·爱迪生

百度百科——白炽灯

百度百科——电灯泡



在晋朝时,有家贫学子车胤,他酷爱学习。每到夏天,为了省下点灯的油钱,捕捉许多萤火虫放在多孔的囊内,四五十只萤火虫发出的光真能抵得上一支蜡烛。他利用萤火虫光刻苦学习。最后官拜吏部尚书,成为了一位有大学文的人。以现在的观点看,车胤少年时代必定是一名大近视。

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”。

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