物理學教授的大膽暢想1802年，在俄國的彼得堡外科醫學院，壹名叫作彼德羅夫的物理學教授宣布，他打算“以電取光”。在篝火、松明、動植物油以及燃氣還是主要照明方式的19世紀初期，在電流還是壹件新鮮事物的前提下，這壹決定無異於天方夜潭。但是彼德羅夫的熱情並沒有被眾人的冷嘲所壓熄，因為在不久前，美國物理學家富蘭克林用放風箏的方法引出火花壹事讓他受到啟發：電池組兩端在被導線連接時所產生的電火花，能不能變成持久的燈光，以供照明之用？為了達到預想的效果，彼德羅夫進行了不懈的努力。盡管在臨死前始終沒有見到“持久的燈光”，但彼德羅夫發現了“電弧”———“如果把兩根炭棒彼此接近，那麽在它們中間就出現了非常明亮的白色光或白色火焰，這就使炭棒很快地或者慢慢地燃燒掉，並且可以完全照亮黑暗的大房間。”這是關於電氣照明的最早言論。電弧的發現，標誌著人類在由電到光的轉化過程中邁出了具有決定性意義的壹步。
從弧光燈到白熾燈
差不多在同壹時期，1809年正在埋頭進行電化學研究的英國著名化學家戴維也發現了電弧。他親手做了個很大的蓄電器，動用了2000個伏打電池，得到了更強烈更明亮的弧光。
彼德羅夫和戴維的實驗裝置較為相似，這實際是壹種新燈———炭極弧光燈的雛形。當時這種燈采用壹般木炭做成的炭棒，燒損過快，耀眼的弧光仿佛曇花壹現。
大約在30年後，有人想起並應用了堅硬致密的焦炭來替代壹般的木炭。由於焦炭比木炭燃燒慢，弧光閃亮的時間也就延長了許多。
後來法國科技人員給弧光裝置裝上壹種鐘表裝置，使它能夠自動調節兩根炭棒間的距離。這樣，第壹只炭極弧光燈正式誕生了。
1876年，俄國電工技師雅布洛奇可夫又對弧光燈進行了較大改革。他取消了復雜的鐘表機關和磁鐵燈調節裝置，而讓兩根炭棒並排豎立，中間隔著壹塊用黏土或石膏做成的絕緣片。他還采用壹種裝置，能夠不斷改變電流的方向，使兩根炭棒交替地充當陽極和陰極，這樣兩根炭棒的燒損速度就基本相同，而他們端頭之間的距離也就可以保持不變了。由於這兩根並排豎立的炭棒在發光的時候像蠟燭壹樣，人們就給它取了個好聽的名字“電燭”。電燭發出美麗的淡紅色或淡紫色的光，每支能持續發光兩小時左右。
在19世紀70年代的後幾年裏，電燭曾經風行壹時。由法國通用電氣協會投資制造的電燭，曾被用作路燈壹支支地點燃在大街上，單單巴黎壹個城市就用了成千支電燭，代替了街道上原有的7萬盞煤油燈，使熱鬧繁華的巴黎成了名副其實的不夜城。電燭還照亮了英國倫敦和古老波斯的街道，也在羅馬大劇院和柬埔寨王宮上空閃閃發光……
弧光燈的問世開辟了電氣照明的新時代，在人類照明史上具有預示性的偉大意義。弧光燈由於光度強，發光效率高，顯色性好，在印刷制版、電影放映等領域具有不可比擬的優勢，直到今天仍占據著壹席之地。但是電燭的耗電量大，壽命短暫，還會產生有害氣體，所以在白熾燈出現以後，它在照明領域裏幾乎銷聲匿跡了。
1879年，愛迪生在前人研究實踐的基礎上，制造了世界上第壹批可供實用的炭絲白熾燈。愛迪生利用改進的炭化方法，把壹截棉線撒滿炭粉，彎成馬蹄形，裝到陶土坩堝裏高溫加熱做成燈絲，再把燈絲密封到玻璃泡裏，細致地抽去裏面的空氣。在當年的10月21日，這個燈泡開始點亮，持續發光45個小時！愛迪生在白熾燈的創制過程中作出了巨大貢獻。
由稚嫩走向成熟
白熾燈的光輝深入人心，先後有壹大批發明家投身到白熾燈的改進事業中。事實上在炭絲白熾燈誕生以前，人們就試著用各種難熔的金屬做燈絲，而在白熾燈問世之後，人們尋求理想狀態中的燈絲更是不遺余力。終於在20世紀的第9個年頭，美國人柯裏奇找到了性能極佳的燈絲材料———鎢。鎢有許多顯著特點，它比其他任何壹種金屬元素的熔點都要高，並且它在受熱時蒸發量較小，因此在用作燈絲的材料中，鎢是再合適不過的。用鎢絲充當燈絲制作白熾燈，這是照明技術發展史上的壹座裏程碑。鎢絲的引進使得白熾燈在同煤油燈、煤氣燈、汽油燈的競爭中取得了決定性的勝利；鎢絲的應用有力地促進了電氣照明工業的發展，開辟了電氣照明技術的新紀元。
白熾燈的改進工作並沒有故步自封。1913年，蘭米爾首次往玻殼裏充入氮氣，這是繼燈絲由炭絲改為鎢絲之後，白熾燈的又壹重要革新。玻殼裏充入氮氣，燈絲周圍就形成壹薄層穩定的氣體保護層，使燈絲能夠在更高的溫度下工作，並有效抑制了鎢絲的蒸發，克服了鎢絲在使用過程中的性能缺陷（直到今天，充氣仍然是燈泡制作過程中壹道重要工序）。
之後，為了提高白熾燈的發光效率，延長燈泡的使用壽命，人們再次在燈絲的成分和結構上下足了工夫。發明家們引進了壹種新元素———錸。錸的優勢在於不僅熔點高、耐腐蝕，而且機械性能好，電阻率比鎢高得多。鎢絲鍍上錸後，強度和電阻大大加強，壽命可以延長5倍！與此同時，人們開始把燈絲制成螺旋形，這樣做壹方面可以縮小所占空間，提高發光效率，另壹方面又能繼續降低鎢的蒸發，延長使用年限，可謂壹舉兩得。1936年，人們制成了雙螺旋燈絲，使充氣白熾燈的工作溫度提高到2500°以上，而攝影用的白熾燈甚至達到了3000°：第壹代白熾燈成熟了。
在整個20世紀直至21世紀，白熾燈壹直是照明器具大家族裏壹道亮麗的風景線。盡管在今天的生活中已經出現了比白熾燈更加出色的熒光燈、日光燈、霓虹燈……但是在普通人的家居生活中，普通白熾燈仍然發揮著不可替代的作用。
參考資料：