“想法”是火种,是方向,切莫忽视自己头脑中各类发明的念头、想法!
1879年,当爱迪生发明出白炽灯时,标志着人类“黑暗”历史的结束。正当人们为此欢呼雀跃的时候,一些科学家已经发现了白炽灯的缺点:纵然白炽灯为人类带来了“光明”,但它在使用的过程中,电的利用率很低,而将大部分电浪费掉了。
当时有一位科学家提出:“白炽灯靠电流加热,使热能转换为光能,这种电能利用形式太浪费电能了,能不能开辟一条电能利用的新途径呢?”
其中,表达这种想法最强的是美国的黑维特。为了找到新的方法,黑维特在实验室里把耐热玻璃制成灯管,抽出灯管内的空气。然后往灯管内充入各种金属和气体,并对其进行了反复的比较,希望有新的发现。
终于,在1902年水银灯问世,它的发明者就是黑维特。这种水银灯是在真空的灯管中,充入汞和少量氩气。通电后,汞蒸发,受电子激发而发光。相对于白炽灯,水银灯有很多的优点,如比白炽灯亮,能量利用率也较高,节省电源。
然而,任何事物都是一把双刃剑,具有两面性。纵然水银灯在很多方面比白炽灯更有优势,但它也存在着很多缺点,如水银灯会辐射出大量紫外线,而紫外线对人体有害;水银灯光线太亮、太刺眼,无法被人类广泛使用。
如果想要使水银灯有大的用途,应如何改进呢?
当时,物理学界掀起了一股研究水银灯的热潮。很多人认为这是一个正确的趋势,所以只要研究下去,必定会成功。
当时早就有科学家注意到:在1852年,英国物理学家斯托克斯发现了一种碰到光就能产生另一种光的荧光物质,并且经这种荧光物质转换后的光的波长远比外来光的波长要长。
所以很多科学家就产生了联想:“既然紫外线比可见光的波长短,用紫外线去照射荧光物质,肯定可以得到比紫外线的波长要长得多的可见光!”
在追求真理的道路上,纵然科学家遇到了很多困难,但大家齐心协力,进行了大量的实验,并认为事情是有“转机”的——大量有害的紫外线可以转变成可见光。那如何做才能达成这个目标呢?那就是在水银灯管内壁涂上荧光物质,当水银灯辐射的紫外线照到荧光物质上时,就会被激发变成可见光。
有了这样一个明确的理论指导。按理说,水银灯的改进工作应该有个飞跃了。
然而,科学家在实际的操作过程中屡屡失败。这是为什么呢?
经过认真分析与探讨,科学家认定原来的推测没有错,关键问题是技术上没有过关,也就是说,水银灯的启动装置不理想。可要制作一个理想的启动装置谈何容易!
水银灯的改进工作进入了艰难阶段。
当事情的发展遇到瓶颈的时候,人们应该回过头来思考。莫尔在1895年曾经做过的一个实验引起了法国科学家的注意。在莫尔进行实验的时候,把玻璃灯管中的空气抽掉,代之以二氧化碳,然后给以高压,使它放电,结果灯管发出白光。此时,克劳特也模仿莫尔的实验,但不同的是充入不同的气体,如氖、氩、氦等惰性气体。通过不断实验,克劳特发现充入的气体不同,发出的光的颜色也是不同的,如充入氖气,灯管会发出红橙色的光;充入氖和氩的混合气,灯管会发出蓝色的光;
充入氖和水银的混合气,灯管会发出绿色的光;充入氦气,灯管会发出金黄色的光。如果在管内壁涂不同荧光物质,灯光的色彩将更丰富。
看到这种情形,克劳特非常高兴,他希望自己的实验会有新的发现并推动物理学界的发展。
看到玻璃管能发出如此五颜六色的光,克劳特立即用彩色灯管制作了一幅宣传广告,当时这幅广告的花朵是红色的,叶子是绿色的,文字是黄色的。为了使它能引起更多的注意,他把这幅广告挂到了市中心。
这项发明使得克劳特获得了霓虹灯的发明专利,在获得这项专利之后,克劳特成立了“克劳特霓虹灯公司”。当克劳特的专利在1932年到期之后,霓虹灯才在世界上广泛使用。
当然,霓虹灯有着自身的优点,为人们所喜爱,但也有缺点,那就是亮度不够,无法用来照明。即使如此,霓虹灯的出现再次证明了不采用爱迪生的使电变为热,热再变为光的方法,而采用一条更经济地利用电能的途径完全可行。同时,这也说明了人们研制和改进水银灯是正确的。
当时,很多科学家都在对灯进行着不懈的研究。美国通用电子公司的研究人员伊曼也是其中一位。在霓虹灯的启示下,伊曼看到了远大的前景。于是,他加紧了自己的研究速度,最终,通过持续的实验和努力,在1938年,突破了启动装置的设计与制作大关,制作了与水银灯性能截然不同的荧光灯,为人类带来了福音。
这种荧光灯的结构是在一根玻璃管内,充进一定量的汞,管的内壁涂有荧光粉,管的两端各有一个灯丝做电极。它的工作原理是:通电后,汞蒸气放电,同时产生紫外线,紫外线激发管内壁的荧光物质而发出可见光。当然,荧光灯的出现克服了水银灯的缺点,同时也有着比白炽灯更亮,且电能利用率高,省电的优点。所以,荧光灯在很短的时间内就被广大家庭所使用。
由于荧光的成分与日光相似,因此人们也叫它“日光灯”。
爱迪生的白炽灯是人类照明史上的划时代发明。白炽灯的光芒也吸引了无数发明者的目光,大家围绕着白炽灯产生了形形色色的想法。
黑维特看到了白炽灯“浪费电能”的缺点,发明了水银灯;莫尔看到了水银灯的缺陷,产生了新想法,发明了霓虹灯;伊曼更进一步,发明了日光灯。我们注意到上述灯具的发明都是靠发明家某种“想法”推动的。“想法”不是天上掉下来的,它来源于发明家科学审慎的思考。
“想法”是向导,引领着发明的方向。一种“想法”,一种选择,一种结局。围绕着白炽灯的改进性发明,有“想法”的人不只上面提到的三个,也不仅仅就这三种“想法”,上述三种“想法”切合了他们每人发明的实际,导向正确,所以,他们取得了各自的成就。