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世界科技全景百卷书: 光明新纪元
蜡烛不落泪了 原来的蜡烛——牛油烛、皮油烛、蜜烛、白蜡烛等等，都有一个通病——好“哭”！ “春蚕到死丝方尽，蜡炬成灰泪始干。”“蜡烛有心还惜别，替人垂泪到天明。”古代诗人这些脍炙人口的诗句，使我们仿佛看到了蜡烛孤独地燃烧着的情景。 长夜沉沉，燃着的蜡烛吃力地颤动着，发出微弱的光，头上是烧焦的烛芯，周身是淋漓的热泪…… 要叫蜡烛不落泪，就得时刻操心它，照管它，给它剪掉烛花。 古典小说中经常可以看到“将厅上灯烛剔得明亮”，“拿起烛剪，将烛花剪掉”之类的叙述。 唐代诗人李商隐在给家人的诗《夜雨寄北》中写道：“何当共剪西窗烛，却话巴山夜雨时。”这里说的是作者非常希望早日跟家人团聚，什么时候才能和你在西窗下一起剪着烛花，聊着天，来回忆这巴山夜雨的情景呢！ 你看，聊天的时候还不能忘了剪烛花，可见剪烛花已经成了夜间点灯中的日常事务了。 烛花要用剪子剪去，这不仅非常麻烦，而且也不清洁。怎样才能解决这个问题呢？ 剪烛花是为了防止蜡烛落泪。而蜡烛之所以落泪，恰恰是因为烛芯做得不好。烛芯不能完全燃烧，越伸越长，慢慢便结成了烛花。烛花使火焰不断扩大，受热熔化的蜡超过了需要，就在蜡烛的四周点点滴滴地淌下来，人们称它为蜡泪。 这就是说，为了不剪烛花，又不叫蜡烛落泪，就得在烛芯身上打主意。 烛芯太粗，消耗油脂过多，不行。烛芯太细，点起来火光不足，也不好。烛芯的粗细首先要选择好。 另外还要在烛芯的编织上下功夫。 过去的烛芯做得很紧，吸不足烛油，老是燃烧灯芯，当然容易生烛花。现在的灯芯用单坯儿的棉线做成，比较松软，能够充分吸收烛油，恰如其分地燃烧，燃烧后的烛芯很坚硬，老是弯曲着，凸出在火焰的最热部分，使烧焦的炭进一步氧化成二氧化碳跑掉，也像油脂一样随着燃烧而消失，而不是越伸越长，结成烛花。 这样一来，蜡烛终于克服了过去的缺点，不再落泪，“蜡炬成灰泪始干”，大概应当改成“蜡炬成灰光始灭”了。 革命烈士肖楚女非常赞美蜡烛的这种“情操”，他曾经说过：“人生应该如蜡烛一样，从顶燃到底，一直都是光明的。一个人从生以后一直到死，都要做对人民有益的正大光明的事，虽然肉体死去，而精神是不灭的。” 蜡烛不落泪，这当然很好。但是还存在着有气味和冒烟的毛病。解决这个问题的办法是在制烛的原料上下功夫。经过多次实践，终于制成了一种新的质量更高的蜡烛——硬脂烛。 过去牛油、羊脂制成的蜡烛都是有气味的，而且颜色也不好。硬脂烛却有着洁净白亮的外表，手摸起来不感到油腻，也很少有气味。 制造硬脂烛的原料是硬脂酸，硬脂酸是包含在动植物油脂里最好、最坚硬的部分。 油脂由甘油和脂肪酸构成。为了从油脂里提取硬脂酸，就必须把甘油从油脂里除去。办法是把油脂放到水和硫酸里煮沸，结果甘油沉到底下，脂肪酸浮到上面，取出脂肪酸放进压榨机，将液态的油酸压滤出去，最后就得到一块块挺硬的蜡状物——硬脂酸。 说到这里我们就明白，硬脂烛虽然和普通的蜡烛一样，是用同一种原料，比如牛油制成的，但是硬脂酸毕竟不是普通的牛油，而是经过彻底净制的牛油了。它消除了不愉快的气味和油腻，而且硬度、色彩、质量都比普通的牛油烛好得多。 硬脂烛点火不冒烟，也不流泪，烛光明亮清爽，很受群众欢迎。 这位蜡烛家族里的“后起之秀”是1831年在法国诞生的，过了不久全欧洲就都建成了硬脂工厂。 蜡烛一直使用到今天。今天的蜡烛生产甚至连硬脂酸也不常用，多半使用石蜡作原料。 石蜡是石油里的成分，是石油加工所得的一种产品，无臭无味，白色或淡黄色的蜡状物。用它制成的蜡烛，质量不比硬脂烛差，可以节约大量的动植物油脂。 制烛的技术也比过去大有进步。 采用机械化操作，石蜡经过熬蜡、浇注、冷却、出模、切芯、修尾等工序，大批大批的蜡烛就诞生了。 油灯更亮了 古代的油灯，不管是中国的还是外国的，都爱冒烟——这是个很大的缺点。 油灯为什么会冒烟？过去人们只是在实践中感觉到油灯冒烟同油燃烧得太快有关系。于是他们给油灯装备了灯芯，使油慢慢地燃烧，这样油灯冒烟的情况果然要轻得多。 但是，这没有从根本上解决问题，油灯仍旧在冒烟，只是“没有灯芯拼命冒，有了灯芯慢慢冒”罢了。 这又是为什么呢？ 400多年以前，意大利的美术家、自然科学家、工程师和哲学家里昂那多·达·芬奇经常思考这一点——既然烟的主要成分是游离的碳，那么产生烟的原因就仍然是空气供应不足，从而使碳不能完全和氧结合造成的。他看到火炉加上了通风设备——烟囱，可以减少冒烟，就想：为什么不把烟囱借给油灯用用呢？ 达·芬奇这样做了。他给油灯安装了一个“烟囱”，“烟囱”把燃烧产生的热空气和废气——水蒸汽和二氧化碳从上方排除出去，而让含有充足氧气的新鲜空气从下面补充进来。这样一来，油灯的点燃情况果然大有好转。 不过，你若认为达·芬奇是世界上第一个给油灯安上“烟囱”的人，那就不确切了。不要忘记，早在2000多年以前，也就是比达·芬奇还早1600多年，我国西汉时期的劳动人民就制出了精美的“长信宫灯”，那才是最早装有烟道的灯呢！只可惜制造这灯的能工巧匠没有留下名字，也没有留下任何文字来说明他的想法。 人们把油灯的“烟囱”叫做灯罩。 起初，圆筒形的灯罩是用白铁皮做的。因为它不透光，所以还得做一个支架，把铁皮灯罩高高支起来，安置在火焰的上方。 差不多又过了200年，法国的一位名叫垦开的药剂师，建议用透明的玻璃罩来代替不透明的铁皮罩。但是他没有想到：既然玻璃灯罩是透明的，那就可以把它往下放一放。直接罩在火焰上，从而取消下面的支架。 又过了33年，瑞士人阿尔干德才想到了这一点。他降下了灯罩，取消了支架。 不过，跟着又出现了一个新问题：灯罩直接罩在灯头上，阻止了下面的空气向灯罩里流动，这怎么办呢？ 阿尔干德决心向灯头开刀。他用一个圆铁片盖在油池上，叫做顶盖。顶盖比油池口的直径要大，上面钻着许多通空气的小孔；中间有一根竖直的铁皮管，是插灯芯用的；管子上也有许多小孔，空气经过小孔进到灯芯里，再从那里进入火焰的中心。灯罩罩在顶盖上，因为顶盖上有许多小孔，所以空气流动畅通无阻，可以保证往灯头输送进足够数量的新鲜空气。 在这同时，玻璃灯罩也慢慢地改变了原来的长筒形的式样，变成两头小、肚子大的形状。灯罩在靠近火焰的地方显得宽大一些。这样，空气流过这里的时候速度比较慢，火焰就不至于拉得很长。灯罩的上部比较小，不能太粗，太粗会减弱甚至失去“烟囱”的抽气作用。 这就是阿尔干德发明的油灯，时间是公元1782年。 灯罩装上了，还需要改进灯芯。 法国人列齐耶经过长期反复的试验研究，得出了扁平的灯芯比圆形的灯芯好的结论，因为扁平的灯芯形成一种扁平的火焰，空气比较容易进到火焰的内部，有利于灯油的完全燃烧。 于是人们就把灯芯织成扁平的带子，并在灯头上安装一个小小的齿轮，用一根轴与灯头外面的旋钮连接。只要捻动旋钮，就能把灯芯随意升高或降低，以达到调节火焰亮度的目的。 欧洲的油灯就是这样逐步地完善起来的。 但是，尽管作了这么多改进，油灯的点燃情况仍然不够理想，它所发出的光并不比一般的蜡烛亮多少。 原因在哪儿呢？原因是燃料不太好——一般的植物油太粘稠，不容易被灯芯吸上去。 现在的问题已经不是空气供应不足，而是燃料输送不及时。 为了解决这个难题，人们采取了多种措施。 有人设法把油池从灯头底下改装到灯头旁边，以加强向灯头输油的能力；有人给油灯安装了一个小小的“油泵”，利用钟表机关开动“油泵”，把油输送到灯头上；有人在油池里放上一个金属环和弹簧，利用弹簧的压力把油压上灯头；等等。 总而言之，一切都是为了叫油快快地供给灯芯，让火焰点燃得更亮。 后来，人们起用了新的燃料——石油，特别是在19世纪中叶，油灯的油池里普遍地灌上煤油以后，这些困难就迎刃而解了。什么油泵、弹簧之类，统统都可以取消。因为煤油的粘性小，渗透力强，很容易被灯芯所吸收，所以也就用不着那些复杂的送油机构了。 从点一般的动植物油灯到点煤油灯，这在照明技术史上是一个很大的进步。煤油灯继承了它的前辈的优点，而且进一步发扬光大。 煤油灯有了灯罩，一方面保护火苗不被风吹熄，另一方面又起到良好的通风作用。正像没有一支足够长的烟囱，火炉就不能烧好一样，如果把灯罩拿去，煤油灯会马上冒起浓烟，光色黯淡，甚至跳几下就熄灭。 有着良好结构的煤油灯，燃烧比较完全，基本不冒烟，火焰温度高，灯光白亮，受到用户的普遍欢迎。 不应该忘记，新的煤油灯也同历史上的其他发明一样，不是属于哪一个人的，而是不同国家、不同时代许多人的劳动结晶。我们尊敬和钦佩那些为人类赢得更多光明而贡献了自己的聪明才智的发明家，也决不能忘掉千千万万在改进灯的照明上付出了辛勤劳动的无名英雄！ 煤油灯传入我国已有100多年的历史，到本世纪20年代才开始流行。起初只是有钱人家点得起，后来逐渐普及到农村。解放以来，随着我国社会主义建设事业的发展，绝大部分的煤油灯已被电灯所代替，现在我们只有在缺少电力照明的地方才能见到它。 走马灯 神灯 （又叫走马灯），又称活动图片玩灯，是未进入现代以前令世世代代观众着迷的一种装置，它对儿童有特别的吸引力，至今犹然。这种灯种类繁多，但基本上都是由一套可让光透过的图片组成。这些图片能依次转动，使人看起来好像是画中人物本身在运动一样。可以说，它是电影的最早原型。神灯上的图片可以用手转动，也可以自动旋转 （利用从灯中产生的热气流推动灯叶片转动）。图像一般是投影到墙上或布幕上让人观看。但在街头表演时则用便携式箱灯，箱上凿有窥视孔，观众可以从小孔中看到箱内各种活动图片。 公元1868年，英国皇家学会副会长W·B·卡彭特写道，活动图片玩灯亦即神灯是由米切尔·法拉第在公元1836年发明的。这说法是错误的，因为约翰·巴特在公元1634年所著的《自然和艺术的奥秘》一书中就已描述过这种神灯。而且千真万确的事实是，活动图片玩灯是我国发明的。 据记载，早在公元前121年就有人把活动的图像投影在布幕上观赏，那是一个名叫少翁的方士搭起一个降神台，为一个帝王演示神灯。但是早期的另一个神灯为另一位帝王所有，这个帝王死于公元前207年。那神灯点亮后，人们可以看到翻滚的巨大的闪闪发光的鳞片。就是这个帝王，他还有一个称为“昭华之琯”（显灵管）的类似神灯。那神灯似乎连着一个小风车或气动叶轮机，因为公元6世纪的《西京杂记》卷三中写道： “玉管长0.4米，其中有26个孔。如果向里面吹气，你就能看见车马山林，出现在一个屏幕前，一个接着一个，发出辘辘声，停止吹气，则一切消失。” 我们找到的第一个关于神灯的记载大约在公元180年前后。那时，发明家丁缓制作了一个“九层博山香炉”，这似乎是一个非常复杂的多层神灯。灯上贴有各种奇鸟怪兽的造形，当灯点着时，鸟兽就围着香炉来回转动。公元950年前后，在陶穀发表的著作《清异录》中描写道： “……点燃一支蜡烛或一盏灯，就可以看到运动着的画面，可以听到丁当声。蜡烛燃尽时，画面和声音都消失。” 到公元12世纪，神灯又被称为“走马灯”或“赛马灯”，因为灯一亮，就可见投影到墙上众马奔腾的景象十分逼真。开始到我国旅行的欧洲人，这时才发现这种玩具。一个名叫法瑟·加布里埃尔·德马加尔汗神父的耶稣会传教士保存了公元17世纪中叶的一段描述： “在每个灯会都有无数的灯烛，这些灯烛交相辉映，平静和谐。它制作得精巧迷人，灯光更增添了图画的美。烟雾使灯中人物更有生气，这些人物造型美妙，看起来像在走动、翻转和升降。你会看到马在奔跑、车在行进，还有土地被翻耕、船在航行、王公列成长队进进出出、众多百姓或步行或乘马、军队在行军以及戏剧、舞蹈等等，千姿百态……” 现在教师讲课使用的投影灯 （有人还叫它“幻灯片”）就源于我国的神灯。 神灯本身也是从中国流传到欧洲的。我们至今还不了解其中的所有细节。我国古代人民在演示他们的神灯时是否用上了镜片？他们肯定在其他方面大量使用镜片。很可能“有人想到在闭合的箱灯的窥视孔前安装一个或几个镜片”。这可能发生在唐朝 （618～907）。人眼对图像连续变动的“视觉滞留感”是电影图像形成的基本依据，所以可能中国人是电影的最初开拓者。 我国的图片可能只画在纸片或云母片上，而且是在闭合的环路中不断旋转，但是它对古代生活的影响肯定是深刻的，正如那位耶稣会神父生动地证实的那样。我们可能认为这种神灯很原始，但是古代我国人民的神灯在当时确实以转动演示的图像显示出电影艺术的光辉。 长明灯 我国古代人民对简单的油灯做了尽可能的改进，正如写于公元300年的 《拾遗记》一书所描述的那样。首先，他们使用了不燃的灯芯： “燕昭王二年，海员们把油脂带到船上，用很大的壶来装油，献给昭王。昭王坐在通云台上，欣赏着在燃烧着龙脂的灯发出的耀眼的光，光照百里，烟呈红紫色。老百姓看到它，常称它为 ‘瑞光’，而远远地对它礼拜。这灯用石棉做灯芯。” 根据上述文字，我们无法确定这是公元前598年还是公元前308年发生的，因有两个叫昭的燕王。无论发生在哪一个年代，它都可以肯定在汉朝或早于汉朝就已经开始用海豹油或鲸油了，并且在沿海地区诸侯的宫廷中也用鲸油和不燃的石棉灯芯。 死于公元159年的著名将军梁冀有一件石棉长袍，他常常在宴会上将其扔进火里。用石棉做灯芯意味着不用更换灯芯，只要不断给灯加油，它就可以一直点下去。 然而，古代我国人民并不满足于使用石棉灯芯，他们在发明了经久耐用的灯芯后，又把注意力转到了“油”上，想使它取之不尽，用之不竭。他们的灯是简单的装满了油的盘子或坛子，灯芯从中伸出来。他们还注意到，燃烧的灯芯所产生的热可使油大量地蒸发。为了避免浪费油，他们设计出一个使灯冷却的方法，以此来阻止蒸发。刊印于公元1190年的作家陆游的《老学庵笔记》一书，记述了有关这一方法的情况： “宋文安公集中，有一首关于‘省油灯’的诗。现今汉嘉地区就有省油灯，这种灯是两层结构的，一端有一小孔，可将冷水注入其中，每晚换一次水。普通灯点燃时火焰很快烧干油，但 ‘省油灯’不同，它可以省一半油。邵公济牧在汉嘉年间把几盏这样的灯送给朝廷的学者和高级官吏。文安认为，还可以使用露水。汉嘉已生产这种灯300余年了。” 这样，下层储油的油罐浸在注入的冷水里，结果节省了一半的油。这种灯从公元1190年开始，持续生产达3个多世纪，它的大规模生产在公元10世纪之前就已形成，也许早在公元9世纪就形成了。 “省油灯”通常是釉陶制成的，在重庆博物馆中保存着几个完好的样品。由于在我国直到本世纪中叶之后，那种简单的烛灯仍在使用，也许现在再次介绍一下水冷式“省油灯”对我国的部分农村地区还会有用。 大胆的设想 不论是点着篝火还是松明，也不管是燃烧动植物油、煤油、煤气或者乙炔气，这类照明方式都有一个共同的特点——用火。 在当时的人们看来，用火照明似乎已经成了天经地义的事。尽管许多发明家付出了艰辛的劳动，尽管灯的形式有了多么大的改进，但它总是甩不掉两个致命的弱点：污染空气和容易失火。 大家知道，人活着是不能停止呼吸的——吸进氧气，呼出二氧化碳。没有氧气，人就无法生存。 这使我们联想起灯。灯不也在“呼吸”吗？一切用火照明的工具都在“呼吸”：消耗氧气，产生二氧化碳。没有氧气，就谈不上燃烧发光。 你也许很想知道灯的“呼吸量”究竟有多大。这么说吧：能发出25支烛光的煤油灯，一个晚上大约要消耗25公斤新鲜空气；而在相同的时间里，一个人却只要呼吸3公斤新鲜空气就够了。你看，一盏灯要顶8个人的氧气消耗量哩！如果许多人围着煤油灯聚会，屋子里通风不良，时间长了，人会感到气闷，再呆下去，甚至有可能头痛窒息。这就是由于屋子里的氧气消耗太快，而二氧化碳的含量越来越多的缘故。 至于用火照明容易失火，那是非常清楚的。我们只要看看在地震危险区消防大队发出的通告就行了，那上面写着：“在防震棚中严禁用明火（各种油灯、电石灯、蜡烛等等）照明”。为什么？就是为了防火！地震一来，震倒油灯或烛台，很容易酿成火灾。 据说有这么一件事：有一次，牛顿的一头爱犬，无意中扑翻了桌子上的蜡烛，竟把这位英国大科学家20年中积累起来的文稿统统烧掉了！ 既然用火照明有这样两个难以避免的缺点，那我们能不能干脆把火甩开呢？要知道，火就是物体燃烧时发出的光和热，火和光从来都是结伴而行的，不用火也能取光吗？ 这可真是一个大胆的设想。这个设想早在 100多年以前就有人提出来了。 光明的使者 电灯——光明的使者，是美国科学家爱迪生发明的。在它来到人间以前，人类为追求光明，已经作出了很多努力。 最早，人类不知道用火，当然也没有灯。后来人们学会钻木和燧石取火，将松枝草把点燃照明，便是火炬。当人们学会使用动植物油后，把油盛放在容器内点燃，就成为油灯，这大约是人类最早使用的“灯”了。到19世纪，人们开采石油后，出现了煤油灯，上面有一个玻璃灯罩，可发出白亮的光，这种煤油灯，直到本世纪的60年代，我国不少地方仍在使用。19世纪中叶，还出现过煤气灯…… 电的发明使人类对光明的追求，跃上了一个新的台阶。在此之前，光明总是同“火”联系在一起的。 1808年，英国科学家戴维在用碳棒做电流的热效应实验时，无意中把两根碳棒碰了一下，谁知就在碳棒尖端相互离开的一瞬间，一道极强的白光闪亮起来，犹如夜空中的闪电。这使戴维兴奋起来，他反复试验下去，制成了电弧灯，也被人称为“电烛”。 电烛诞生后不久就风靡欧美。1883年，我国上海也曾用它来做外滩的照明灯。可人们随之就发现了电烛的缺点：光线太强、耗电太多、寿命太短。所以，大约到19世纪末，电烛就退出了照明舞台。 也许这样说有欠公正，因为在事隔半个世纪之后，电弧灯还曾有过一次辉煌的亮相。 那是在1945年4月16日的凌晨，柏林外围的奥德河沿岸异乎寻常的寂静，在这种可怕的寂静后面正酝酿着一场大战：德军在这一带集结了100万兵力，有10400门大炮、1500辆坦克、3300架飞机，苏军部署的兵力更多。大家都意识到这是决定最后命运的一仗了。 凌晨5点整，夜空中升起了信号弹，随即寂静被巨力的爆炸声响所取代，苏军的大炮、火箭炮突然吼叫起来，轰炸机把成串的炸弹扔到德军阵地上。5点30分，苏军步兵在坦克的掩护下发起了冲锋。德军纷纷从掩蔽洞里跑出来，进入战壕准备抵抗。突然，从苏军背后发出了一片眩目的白光，刺得德军睛睛也睁不开，根本无法进行有效的抵抗。就这样，苏军以较小的代价取得了胜利。这白光便是140架电弧探照灯耗电1000多亿度后产生的，在这场战役中，起到了预计的惊吓和压制敌人的作用。 继电孤灯之后，登上舞台的就是电灯了。先是戴维发现，很细的白金丝通上电流，会发出极微弱的光来。过去，白金丝在空气中很快就烧掉了。但这一点点微弱的光亮，却使爱迪生看到了前进的方向：让电流通过某种导体，使它温度达到白炽，不就能够照明了吗。 白炽电灯的设想吸引住了爱迪生，他在考查了大量的资料以后，找到了进行研究的正确方向：要想制造出白炽电灯，关键在于找到一种电阻不大，而又耐高温的导体材料做灯丝。于是，他用纸条烧成的炭丝做实验。亮了，但很快又熄灭了——这是炭丝和空气中的氧气起了化学反应的缘故。爱迪生决定从改进灯丝和把玻璃泡抽成真空这两个方面入手。 爱迪生把炭化纸条小心地放进灯泡里去，再用抽气机小心谨慎地抽出灯泡里的空气，然后把抽气口密封好，接通电流。“亮啦！”伙伴们喊了起来，可这盏希望之灯只亮了8分钟，最后灯丝还是断裂熄灭了。看来，毛病主要还是在灯丝上。究竟用什么来做灯丝呢？爱迪生绞尽脑汁，前前后后竟试验了1600多种矿物和金属的耐热导电材料，结果全失败了！ 一天，他坐在椅子上考虑下一步该用什么材料来试验，随手拿起桌上一卷棉纱玩弄着。突然，他脑子里闪过一个念头：是否用棉线烧出的炭丝当灯丝试试看。爱迪生把棉线用特制的镍制模具夹住，放到高温炉里，加工成了一根炭丝。谁知这炭丝太脆弱了，刚一拿就断了。“断了再烧！”一直干到第3天，才将第4根炭丝顺利地装进灯泡里去，并用精密的抽气机抽出了里面的空气。 1879年10月21日，这盏灯通电了。“亮啦，亮啦！”爱迪生和他的伙伴们沉浸在欢乐之中：“我们坐在那里留神看着那盏灯继续点燃着，它点燃的时间越长，我们越觉得神驰魂迷。我们中间没有一个人走出去睡觉——共有40小时的工夫，我们中间的每个人都没有睡觉。我们坐着，洋洋自得地注视着那盏灯。它持续点了约45小时的工夫。” 世界上第一盏白炽电灯就这样诞生了，但爱迪生并不满足于这成就，他开始寻找更耐用的灯丝材料。他先后试用了6000多种植物纤维，就连他的朋友的红胡须也成了他的试验材料。后来在1880年春天，他成功地用竹丝烧成的炭丝作为灯丝，使白炽电灯亮的时间延长到1200小时，这是第一只可以实用的白炽电灯。 1882年，爱迪生在纽约建立了第一个发电站。从此，光明的使者来到了人间，人们在一片光明中，开始了新的生活。 竹丝灯在社会上用了好多年。以后，爱迪生又用化学纤维来代替竹丝，灯泡质量又有了提高。到1906年，才改用钨丝来做灯丝，我们现在用的就是这种灯泡。 白炽灯照亮了历史 白炽灯的光辉越来越深入人心，这首先威胁到煤气公司老板的利润。当时纽约的《先锋报》刊载了一段来自英国伦敦的电文：“由于爱迪生先生宣布了电灯分路的发明，本市煤气股票价格一落千丈。仅数日之内，就狂跌了12％。” 煤气公司的经理和股东是不会甘心自己的生意亏本的。他们一方面反对和阻挠白炽灯的推广应用，另一方面又网罗人才来改进煤气灯，以便与电灯相抗衡。 白炽灯泡里的炭丝发出明亮的光，是因为电把炭丝加热到白炽化了。那么，如果用煤气的火焰来烧炼一种物质，也使它灼热到白炽化，不同样可以获得一种强烈的光源吗？ 这个想法有道理。1885年，有一位德国化学家阿吴爱尔，果然发明了一种新式的煤气灯，这种新灯的特点是在原来煤气灯的灯头上加了一个纱罩。这一加可不简单，一下子就把煤气灯的亮度增强了好几倍！ 纱罩的外貌一点也不特殊，是一种木棉或绢丝制的网，先放在由99份硝酸钍和1份硝酸铈组成的溶液里浸过。煤气从煤气管道输送到喷嘴上，点着后在纱罩里燃烧，产生的高温把硝酸钍和硝酸铈分解成氧化钍和氧化铈。在高温下，这类难熔的金属氧化物烧到白炽化，结果就发出了明亮程度胜过炽热炭丝的白光。 现在还有没有这种带纱罩的灯呢？有的。在没有电照明的地方，晚上搞大型活动的时候，有时还可以看到这种灯，不过它已经不是当年烧煤气的煤气灯，而是以煤油作燃料的汽油灯了。 有的少年朋友也许见过汽油灯。汽油灯的纱罩是从煤气灯那里移植过来的，现在一般都用石棉网。灯上有打气管子，打进空气，把煤油从一组小孔中压出来，喷成雾状小滴，化为蒸汽，跟空气均匀混合以后再燃烧。这样的燃烧当然是非常完全的，温度很高，足以把纱罩烧得炽热发光。 白炽的汽油灯是很亮的，两盏汽油灯能把一个大型舞台照得通明，几十米甚至上百米以外的观众都能把舞台上的场景看得一清二楚。 当带有纱罩的煤气灯处于优势的时候，研究白炽灯的人也没有睡大觉，他们想：针、铈等一类难熔金属的氧化物能耐高温，比炭丝结实得多，发出来的光又极其明亮，那我们为什么不用难熔金属的细丝来做灯丝呢？ 事实上，早在炭丝白炽灯诞生以前，人们就试用过多种难熔金属来作灯丝了。爱迪生也曾用白金丝作过灯丝，点亮了8分钟到 2个小时。除了白金和铱之外，他还试过钡、钌、钛、钼、铑、锆等等，都不如白金丝好。由于当时抽气的真空度不高，金属的熔点又偏低，时间一久，灯丝便烧毁，所以没有取得成功。 再说，即使灯丝的寿命够长了，白金的价格太贵，成本太高，用户也买不起呀。 1898年，有人试用锇作灯丝，缺点是不太结实。1905年，有人制成了锆和钽丝灯，结果也不怎么令人满意。 20世纪进入第9个年头，美国人柯里奇第一个发明了用钨丝作灯丝的白炽灯，这是电照明技术发展史上的一个大事件。 在各种所谓难熔的金属里，钨得数老大，它的熔点高达3400℃左右，比任何一种金属元素的熔点都高。跟钨相比，一些常见的金属，比如铅、锌、铝、铜等有色金属和钢铁等一类黑色金属的耐高温本领就差得远了。 钨的比重跟黄金差不多，但是非常坚硬，要把它拉成细丝很不容易。经过多次改进，现在人们是用最硬的金刚石作拉丝模，使直径等于1毫米的钨丝，通过20多个逐渐小下来的细孔，才拉成直径只有几百分之一毫米的灯丝的。 说来你也许不信， 1000克重的钨锭，拉成只有头发丝的几十分之一粗细的钨丝，长度竟可达三四百公里！ 确实，如果单就抗热本领来说，非金属碳的熔点比钨还高，可达3600℃。但是，要知道，作为灯丝材料，光熔点高还不行，还得看看它在高温下的“表现”。 比方说，把炭丝烧得太热，它很容易变成蒸汽，蒸发量比钨厉害得多。蒸发的结果，不仅使灯丝变细，寿命缩短，而且蒸发出来的材料沉积到灯泡上，会使灯的发光效率降低。 所以说，虽然钨的熔点比碳要低，但是它的蒸发量小，实际允许的工作温度反而比碳高，而且容易加工成型。灯丝的工作温度越高，它的发光亮度越强。 自从钨丝引进白炽灯以后，白炽灯同煤油灯、煤气灯、汽油灯以及其他各种灯的竞争才取得了决定性的胜利。钨丝的应用有力地促进了电照明工业的发展。甚至可以说，正是这位抗高温的能手，开辟了电照明技术的新纪元。 电灯，要开就开，要关就关，非常方便。点亮电灯不用火柴，不生火苗，不会冒烟，光亮洁白，安全舒适，给用户带来了无比的兴奋和欢乐。 电灯，作为新生的光源，光明的使者，开始展开它那强劲的翅膀，迅速飞向全世界。 |
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