科学万象 电灯的发明与演变

电灯是现代人生活中必不可少的一种照明设备。但是，你知道电灯的发明历史吗?它是如何演变成今天我们所使用的样子呢?

一提到电灯发明，我们第一个想到的科学家就是爱迪生。他先后用过铜丝、白金丝等1600多种材料，最后确定日本的竹丝作为“耐用灯丝”。光收集资料，就用了200本笔记本;耗时数年孜孜不倦发明电灯。这样的故事我们耳熟能详，事实上电灯发明的背后还有更多的“光明开拓者”。

电灯并不是在某个时间点上被发明出来的，而是经历了一个漫长的“发明史”。一盏小小电灯的背后凝聚了无数发明家的努力。

19世纪初，英国人汉弗莱·戴维用2000节电池和两根炭棒制成了弧光灯，制成世界上第一盏弧光灯。使用这种炭棒灯丝，虽然能发出亮光，但光线刺眼，耗电量大，寿命也不长。不过即便如此，戴维的发现仍然为白炽灯和弧光灯的发明奠定了理论基础。

1840年，英国科学家威廉·罗伯特·格罗夫爵士制作了第一台使用意义上的电灯。他采用金属铂线圈作为灯丝，用两段铜线对其通电。为了避免灯丝氧化和冷却，他将灯丝置于倒扣在水中的玻璃杯内。

1860年，英国人约瑟夫·斯旺制成了碳丝电灯，但他没能得到使碳丝保持长时间工作的稳定真空环境。1878年，英国的真空技术不断突破，约瑟夫·斯旺终于发明了真空环境下用碳丝通电的灯泡，并且获得英国专利。斯旺的房间也成为英国第一所用电照明的私人住宅。

1874年，加拿大的两名电气工程师申请了一项电灯专利：向玻璃泡中充入氮气，并用通电的碳杆发光，因为资金的缺乏这项技术没能被继续完善，1875年他们将专利卖给了爱迪生。

获得专利后的爱迪生不断尝试改良灯丝，通过数年的反复试验，终于——在1879年，爱迪生发明高阻值碳灯丝真空白炽灯，建立起全新的常压电力输送系统。

1880年，爱迪生和他的团队制造出能持续发光1200个小时的碳化竹丝灯。点燃了世界上第一盏有商用价值的稳定电灯。1906年，爱迪生又改用钨丝来做灯丝，使灯泡的质量再次得到提高，并一直沿用到今天。从此，爱迪生的名字，伴随着电灯走入了千家万户。

如今，人类的生存环境面临诸多挑战，推行低碳经济已经成为全球共识。进入21世纪后，节能灯、发光二极管(LED灯)、高强度气体放电灯等照明方式开始发展流行，现代的电灯也变得越来越智能化。随着科技的发展，相信会有越来越多的新型照明设备走进人类的生活。

未来的电灯将是长明灯。永久灯外型似白炽灯，其实是一种无极荧光灯。它的管壁也涂有荧光粉，充有一定的汞气，但没有电极和启动器附件。它靠变换电路点燃，在灯泡内形成环形放电区，建立很强的电磁场。在磁力线的作用下，汞蒸气释放出大量紫外线，去激活荧光粉而发光。永久灯没有钨丝，不怕电极被烧断，寿命更长。它使用高频振荡变换电路，比荧光灯更节电，但其发光机理比较复杂。

未来的电灯将是节能灯。正在设计中的异型节能灯，具有较高的光效，比一般日光灯节电50%，寿命长一倍;比白炽灯节电83%，是一种全日光型的荧光灯。7瓦节能灯相当于40瓦的灯泡，11瓦节能灯相当于60瓦灯泡。

未来的电灯将是高效灯。金属卤化物灯将发挥它高光效的特点。随着塑料工业的发展，一种聚碳酸酯塑料将用来制作新颖的灯泡。这种灯，光线扩散均匀，不刺眼睛，又具有耐冲击和重量轻的特点。

电灯的演变见证着我国科技和应用技术的发展与变化，曾经眩光四射的照明已经变得光亮柔和，可以随心所欲地控制调节。而照明与科学艺术的完美结合，也给人们的家庭生活带来温馨与幸福。