《滴水穿石的啟示》白熾燈白熾燈將燈絲通電加熱到白熾狀態(tài)，利用熱輻射發(fā)出可見光的電光源。自1879年，美國的.愛迪生制成了碳化纖維（即碳絲）白熾燈以來，經(jīng)人們對燈絲材料、燈絲結(jié)構(gòu)、充填氣體的不斷改進，白熾燈的發(fā)光效率也相應(yīng)提高。1959年，美國在白熾燈的基礎(chǔ)上發(fā)展了體積和衰光極小的鹵鎢燈。白熾燈的發(fā)展趨勢主要是研制節(jié)能型燈泡。不同用途和要求的白熾燈，其結(jié)構(gòu)和部件不盡相同。白熾燈的光效雖低，但光色和集光性能好，是產(chǎn)量最大，應(yīng)用最廣泛的電光源?！景l(fā)明史】在美國1845年的一份專利檔案中，辛辛那提的斯塔爾提出可以在真空泡內(nèi)使用碳絲。英國的斯旺按照這種思路，用一條條碳化紙作燈絲，企圖使電流通過它來發(fā)光，但是，因當(dāng)時抽真空的技術(shù)還很差，燈泡中的殘余空氣，使得燈絲很快燒斷。因此，這種燈的壽命相當(dāng)短，僅有一兩個小時，不具有實用價值。1878年，真空泵的出現(xiàn)，使斯旺有條件再度開展對白熾燈的研究。1879年1月，他發(fā)明的白熾燈當(dāng)眾試驗成功，并獲得好評。1879年，愛迪生也開始投入對電燈的研究，他認(rèn)為，延長白熾燈壽命的關(guān)鍵是提高燈泡的真空度和采用耗電少，發(fā)光強、且價格便宜耐熱材料作燈絲，愛迪生先后試用了1600多種耐熱材料，結(jié)果都不理想，1879年10月21日同，他采用在采用碳化棉線作燈絲，把它放入玻璃球內(nèi)，再啟動氣機將球內(nèi)抽成真空。結(jié)果，碳化棉燈絲發(fā)出的光明亮而穩(wěn)定，足足亮了10多個小時。就這樣，碳化棉絲白熾燈誕生了，愛迪生為此獲得了專利。成功并未使愛迪生停步，他在繼續(xù)尋找比碳化棉更堅固耐用的耐熱材料。1880年，愛迪生又研制出碳化竹絲燈，使燈絲壽命大大提高，同年10月，愛迪生在新澤西州自行設(shè)廠，開始進行批量生產(chǎn)，這是世界最早的商品化白熾燈，英國的斯旺也于1881年在新堡郊外本威爾設(shè)廠。白熾燈的發(fā)明，美國通常歸功于愛迪生，英國則歸功于斯旺。在英國，電燈發(fā)明百周年紀(jì)念于1978年10月舉行，而美國則于一年后的11月舉行。兩位發(fā)明家的競爭十分激烈，專利糾紛幾乎不可避免，后來，兩人達(dá)成協(xié)議，合資組建了愛迪生──斯旺愛迪生電燈公司，在英國生產(chǎn)白熾燈。現(xiàn)代的鎢絲白熾燈到1908年才由美國發(fā)明家?guī)炖嬖囍瞥晒?。發(fā)光體是用金屬鎢拉制的燈絲，這種材料最可貴的特點是其熔點很高，即在高溫下仍能保持固態(tài)。事實上，一只點亮的白熾燈的燈絲溫度高達(dá)3000℃。正是由于熾熱的燈絲產(chǎn)生了光輻射，才使電燈發(fā)出了明亮的光芒。因為在高溫下一些鎢原子會蒸發(fā)成氣體，并在燈泡的玻璃表面上沉積，使燈泡變黑，所以白熾燈都被造成“大腹便便”的外型，這是為了使沉積下來的鎢原子能在一個比較大的表面上彌散開。否則的話，燈泡在很短的時間內(nèi)就會被熏黑了。由于燈絲在不斷地被升華，所以會逐漸變細(xì)，直至最后斷開，這時一只燈泡的壽命也就結(jié)束了。在所有用電的照明燈具中，白熾燈的效率是最低的，它所消耗的電能只有很小的部分，即12%－18%可轉(zhuǎn)化為光能，而其余部分都以熱能的形式散失了。至于照明時間，這種電燈的使用壽命通常不會超過1000小時。在這一點上，鹵素?zé)艟捅纫话愕陌谉霟粢L很多。鹵素?zé)舻耐庑我话愣际且粋€細(xì)小的石英玻璃管，和白熾燈相比，其特殊性就在于鎢絲可以“自我再生”。實際上，在這種燈的燈絲和玻璃外殼中充有一些鹵族元素，如碘和溴。當(dāng)燈絲發(fā)熱時，鎢原子被蒸發(fā)向玻璃管壁方向移動。在它們接近玻璃管時，鎢蒸氣被“冷卻”到大約800℃并和鹵素原子結(jié)合在一起，形成鹵化鎢（碘化鎢、溴化鎢）。鹵化鎢向玻璃管中央移動，又落到被腐蝕的燈絲上。因為鹵化鎢很不穩(wěn)定，遇熱后就會分解成鹵素蒸氣和鎢，這樣鎢又在燈絲上沉積下來，彌補了被蒸發(fā)的部分。如此循環(huán)，燈絲的使用壽命就會延長很多。所以，鹵素?zé)舻臒艚z就可以做的相對較小，燈體也很小巧。鹵素?zé)粢话阌迷谛枰饩€集中照射的地方，比如用于寫字臺或居室局部的照明。澳大利亞政府推出了一項逐步采