不是愛迪生!第一個發明燈泡的人到底是誰?揭開學校課本沒說的真相

2024-01-21 10:50
白熾燈是由英國物理學家約瑟夫.斯旺製作而成,他發表了使用碳絲的真空玻璃燈泡,1878年安裝在自己家中,並成功點亮燈。。(示意圖/取自Unsplash)
白熾燈是由英國物理學家約瑟夫.斯旺製作而成,他發表了使用碳絲的真空玻璃燈泡,1878年安裝在自己家中,並成功點亮燈。。(示意圖/取自Unsplash)

1878年,英國

約瑟夫.斯旺(Joseph Swan,1828~1914)

燈泡light bulb

將夜晚變成白天的魔法

人人皆知燈泡是愛迪生發明的,但其實不然

燈泡意指白熾燈泡或白熾燈。1808 年,韓福瑞.戴維(Humphry Davy,1778∼1829)發明了弧光燈(arc lamp)。弧光燈問世之前,人們使用的是煤氣燈。科學家們研究用電力取代煤氣的方法,戴維遂發明弧光燈。戴維的弧光燈使用2000個電池發光。弧光燈維護費高,耗電量大,太過明亮,所以未能在家庭使用。

取代弧光燈的實用白熾燈,則是由英國物理學家約瑟夫.斯旺製作而成。他發表了使用碳絲的真空玻璃燈泡,1878年安裝在自己家中,並成功點亮燈。

第二年,湯瑪斯.愛迪生(Thomas Alva Edison,1847∼1931)發明了含白熾燈泡的發電機、插座、保險絲等使用便利的設備。雖然他不是最早的發明者,但在推廣普及方面扮演了關鍵的角色。當時白熾燈的缺點是燈絲壽命短,無法持久。為了尋找壽命長的燈絲,愛迪生曾經進行超過1000次實驗。

白熾燈裡面有燈絲,但螢光燈內沒有

白熾燈裡面有燈絲。白熾燈是利用熱輻射,物質隨著溫度升高而產生光。這種現象稱為溫度輻射,即白熾燈發光的原理。供應白熾燈的95% 的電能會發熱流失,僅僅5% 左右會變成光。

螢光燈內放入水銀蒸氣和氬氣,塗上發光物質。通電會產生肉眼看不見的紫外線,紫外線碰到發光物質會變成肉眼可見的光線。

LED燈泡的壽命比白熾燈泡長數百倍

進入21 世紀,人們認識到,顛覆生活的白熾燈是消耗大量能源的元凶。白熾燈泡正逐漸汰換成LED。LED 是「發光二極體(Light Emitting Diode)」的縮寫,利用名為發光二極體的一種半導體電子裝置製成。耗電量小,發熱輕微,壽命比白熾燈泡長數百倍。

全世界燈亮最久的白熾燈泡

美國加州利弗莫爾消防局天花板上懸的一盞白熾燈,從1901年設置以來迄今持續發光,燈亮超過100年,被封為「百年燈泡(centennial light)」。它僅在消防局搬遷和不間斷電源供應裝置故障時,曾經兩次熄燈。據說為了保持燈亮狀態而提供較低的電力。關於燈泡長壽的祕訣有許多說法。密封良好而碳絲不燒毀的狀態,也是原因之一。

燈絲發光的理由

電流意指電的流動。電子任意在電線中移動時,如果燈絲擋住,流動會遭到阻礙。電子與構成燈絲的原子碰撞,產生熱量,成為光線。燈泡內沒有空氣,處理成真空狀態後再放入氬氣或氮氣等氣體。裡面沒有氧氣,燈絲才不會燒斷。如果氧氣進入燈泡,只要1秒燈絲就會燒斷。

電子和原子

物質是由極小的原子組成。原子是無法再分裂的最小單位,原子中心有原子核,質子和中子相互結合,電子則在原子核周圍快速繞轉。

作者介紹|林有信

大學主修機械工程。長期在汽車專業雜誌《Car Vision》、《汽車趨勢(Motor Trend)》和《極速誌(Top Gear)》擔任記者。曾擔任介紹汽車等移動工具的MOOK誌《Mobilistar》、英國超跑專業雜誌《evo》韓國版、BBC旗下世界頂尖汽車專業雜誌《極速誌(Top Gear)》韓國版主編。

目前運用擔任專業記者累積的知識,為汽車發展領域提出靈感,活躍於企劃人、顧問、內容創作者和作家等多方面領域。藉由汽車相關工作而對其他交通工具產生了興趣。雖然形式各異,但交通工具皆有著「由人乘坐」的共同點,像是船和飛機等移動工具都有值得深入探討的有趣故事。交通工具是科學與技術的結晶,更深入認識各種交通工具,自然就能更進一步走向科學與技術的世界。除了交通工具領域,作者也致力於以淺顯易懂的方式介紹與生活、歷史、文化相關的科技世界。

責任編輯/蔡惠芯

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