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1、第四节 探究串、并联电路中电流的规律有关资料驱散黑暗的爱迪生 如果外星人乘飞船飞临地球的时候，他们只要看到地球上的夜景就会立即判断，这是一个有智慧生物的星球无数的电灯像撒在大地上的珍珠把地球的夜晚装扮得美丽异常，尤其是沿海繁华的大都市，灯光连成一片，彻底通明 但是，在19世纪80年代以前，地球的夜晚还是漆黑一团少数的煤气街灯发出黄晕的光，人们匆匆地赶路，似乎在尽快地逃离这黑暗的世界 1879年圣诞节前几天，纽约的先锋报刊出了一个标题： 世界上最高革命性的发明 电灯诞生了玻璃灯泡把黑夜变成白昼! 这消息一发出，立即引起轰动，照明瓦斯公司的股票立即下跌变得一钱不值 电，可以用来照明，这件事任何人都
2、不怀疑，但是，许多发明家却没有能实现它，大家还记得戴维吧!他在19世纪初(1800年)就研究过电弧，戴维把一个由2000个电池组成的电池组和两根碳棒连接起来，两根碳棒先相互靠近接通电流，然后慢慢地把两根碳棒分开，这样就会在它们之间拉出一个很亮的电弧利用电弧做成的灯称为弧光灯，弧光灯耗电量极大，而且碳棒又在渐渐地烧短，需要不断调正，在没有发电机以前，弧光灯是没有实用价值的电弧非常亮，对家庭不适用，如果你在近处对着电焊的弧光看上那么一眼就能体会弧光灯的危害，不过你还是不要这样做，那会足足叫你的眼睛流泪发红很长时间的当时在英国，弧光灯也只是用在钟楼的顶上，或灯塔上，尽管是这样，人们已经看到了电的曙光
3、，但人们需要一种不太刺眼的电灯 因此。许多科学家在寻找一种更好的办法1878年，31岁的爱迪生向全世界宣布，他要解决电照明的问题他给自己选择了一个极困难的课题，因为当时已有许多发明家对这件工作研 当时的爱迪生已经是一位著名的发明家了，他已经获得了1000多项发明专利在新泽西州的门罗公园附近建立了自己的实验室一世界上第一个工业研究实验室有8位有才华雌科学家为他工作他曾改进了电话的受话器。发明了他最心爱的项目 留声机等 爱迪生所爱好的工作方法是，先收集资料了解一切，然后竭尽全力进行风驰电掣般的突击，他常常由于这种全力以赴而获得胜利他不喜欢慢慢来，思想不集中的作法在他的回忆录中这样写道： “我买下了
4、煤气工程学会等的所有与外界交易的文件及历年的煤气杂志，我得到全部数据之后，又亲眼观察了纽约的煤气输送线路，终于认为，电流的分路问题可以解决，电灯可以商业化” 这是爱迪生多年以来在痛苦的磨难中形成的风格爱迪生的发明历程不是一帆风顺的他出身于一个贫困的家庭几乎没有受过正规教育，因为上小学的时候，就被教师当作一个“糊涂虫”轰出课堂，幸好母亲是一个教师，她懂得孩子的需要因此，他的教育是由他的母亲完成的 母亲给爱迪生买了一本帕卡写的自然科学学校一书这本书介绍了初等物理学，并详细地阐明了在家里可以做的各种科学试验爱迪生认真地阅渎了这本书后来他曾这样说：“这是我少年时代读的，并理解的第一本有关科学的书，那时
5、我才9岁” 接着，母亲又给他买了科学辞典他对这本书也非常感兴趣，并认真地读完了这本书到了10岁，他开始热衷于化学在他自制的架子上摆满了他收集到的药品和土造的仪器 爱迪生非常感谢母亲对他的启蒙教育；他说过，“母亲最理解我，她根据我的兴趣爱好循循善诱地引我走上科学的道路塑造了我的是母亲” 自学使爱迪生养成了一个说干就干的作风，要使电灯商业化，就必须使灯泡持久耐用，而为达到这个要求，他必须找到一种不会被电流的炽热烧断的金属进行这种实验很麻烦，他先要把金属拉成丝然后装在一个玻璃泡内，抽去里面的空气，再封好这样，每做一次实验就要花去好多钱和时间爱迪生用去了5万美元和整整一年的时间，才发现一向被认为熔点很
6、高的铂丝和铱丝并不能做成灯泡里的灯丝，因为实际上用不到8 nllD，它们就熔断了 但是，当他干了一段时间以后，就发现他承担了一项几乎不能完成的任务他曾经说过，“人生最大的快乐一是发明二还是发明”对于失败爱迪生已经习以为常，当他为设计一种新的蓄电池而失败了8000次的时候，他说：“哦，我至少知道了8000种不能使蓄电池工作的东西” 许多人知道爱迪生的一句格言一一天才是九十九份血汗加一份灵感他还补充说：“成功之中有百分之九十九是对什么路子走不通的认识，剩下的百分之一也许是天才成分，因为，据我所知，要想成功，就要坚持不懈地耐心地观察，除此之外，别无它路”爱迪生这种发明方法看上去有点笨，但是在人们对物
7、质结构一无所知的时代，发明的方法主要是靠试验的方法，正好像现在我们对于超导材料的研究一样，也是进行大量的实验，对每一种配方都要试一下当然理论的指导作用很大，但是在理论还没有产生之前，伟大的探索者的艰辛的劳动是不可避免的 当时英国科学家斯旺也在研究电灯斯旺早年在一位药剂师手下当学徒，空闲时学习科学他大概没有钱购买贵重的铂和铱来作为灯丝，就转向研究碳丝白炽灯因为碳弧灯使用的就是碳棒，碳足一种很耐高温的物质，只是非常容易燃烧他在1860年制成了碳丝灯泡，但是由于灯泡的真空度不够，碳丝在高温下与空气中的氧化合，烧毁了后来他请求斯特恩帮助 斯特恩是利物浦银行的一名职员，和斯旺一样也是一位业余科学家他们认
8、为，如果能制出高真空的灯泡，隔绝了灯泡中的碳丝与空气的氧结合，就叮延长灯泡的寿命而斯特恩对高真空的研究有很深的造诣所以，每当斯旺来请求他帮助时，他都给予很友善的解答他们又请吹制玻璃的专家托普哈姆吹制玻璃泡三个人合作，终于在1879年2月，公开展出了在真空玻璃泡里装有碳丝的灯泡斯旺的碳丝是把棉线捻起来放在硫酸里碳化而成的 斯旺的成功使爱迪生彻底放弃了对铂和铱的试验，转向寻找制作碳丝的纤维 谁能找到最好的碳丝，谁就握住了通住光明之路的入门券于是，在几个发明家之间，展开了一场你追我赶、激动人心的竞赛，还有关于专利权的争夺 爱迪生的上千项专利给他带来了一定的财富，他把自己的全部财产都投入到这项实验中去
9、开始使用棉线，他将棉线装入镍板上刻出的U形槽中，在炉子里小心地烘烤几个小时，进行碳化挥发掉其他物质以后，就变成了一根脆弱的碳丝，但是这种碳丝很难装到灯泡里，有的刚放到实验台上就变成了粉末爱迪生曾经有过这样一个记录： “我的助手巴切勒通宵都在我的身边，第二天白天、夜晚，他仍然坚守岗位，最后，我们用克拉克棉线造出了一根碳丝，巴切勒小心翼翼地拿起这个宝贝，要把它送到吹制车间去，我走在它的后面，好像在保护一件无价之宝，可是，正要到达玻璃匠的工作台时，可恨的碳丝断了，我们目瞪口呆，只好又回到试验室重新做起，直到黄昏，我们才生产出另一根碳丝，但是螺丝刀掉在了碳丝上，又把它碰断了，我们没有气馁，接着投入工作
10、，在半夜以前终于将制出的碳丝装入了灯泡，我们抽去了灯泡中的气体，将它封好，通人电流，盼望已久的景象出现在我们的面前” 灯泡点亮了45个小时，而白金丝的灯泡只亮过8 min这是一个极大的进步，但是，这种灯泡怎么能用到一般家庭呢，稍稍一碰，脆弱的灯丝就会粉身碎骨 必须要寻找到一种新的碳化纤维材料而且灯丝的形状也是很重要的，灯丝既要耐热，又不能把热量散失得太快，热量散失得太快，灯丝就不会发光我们现在知道，不同材料的碳原子之间的结合力是不一样的目前制成的碳纤维材料，是世界上最结实又最轻的材料，上天的卫星就是用碳纤维材料制成的但是，在那对物质结构一无所知的年代，惟一的办法就是反复试验 炎热的夏季里，爱迪
11、生和它的助手们也没有中断他们的研究工作他们甚至用人的胡子进行碳化试验，有一天爱迪生看到有人用一把竹扇扇风便把扇子要过来，扯下一根纤维，碳化后放在灯泡里一试，效果竟出乎意料的好，这使爱迪生大喜过望 折扇来源于中国，后来传到日本于是爱迪生立即派人到中国、日本、巴西总之，凡是有竹子的地方都去，他试过6000多种竹子样品，花去了他10万美元的资金最后，发现一种日本产的竹子最好用这种竹纤维做成的碳丝，生产的灯泡寿命最长 为了保证货源不断，爱迪生甚至派人去日本种这种竹子但是，这种事是非常麻烦的，必须想点新方法 此时英国的斯旺用人造丝的方法开始生产碳丝，他先把棉花做特殊处理，变成粘稠的液体，再让这种液体从一
12、个喷嘴里喷出来，形成细丝，然后进行碳化有趣的是，本来这种发明是为了生产碳丝，但是后来却成为制造人造丝的先驱 爱迪生也在实验室里造比纤维更好的碳丝人类走到了大自然的前面，做出比它赐予的还好的东西 但是当爱迪生正准备生产灯泡的时候，斯旺给自然杂志去信，申明他的关于碳丝的发明权1880年斯旺成立了斯旺联合电灯公司，公开与爱迪生展开了竞争 但是他们很快就认识到应该联合，1883年成立了爱迪生一斯旺联合电灯公司，电灯于是正式走向市场 爱迪生是一位发明家，也是一位会做生意的商人在商业的经营上他比斯旺高明他从12岁起就要靠自己挣钱来养家糊口和进行科学试验他知道如何利用自己的发明来挣钱，因为只有挣到钱才可能有
13、经费搞新的发明他非常重视宣传自己发明出的东西，因为只有让大家知道电灯，电灯才能走进干家万户，他的辛苦才不会白费 爱迪生想出一个让公众大吃一惊的妙法在圣诞节那一天，他在门罗公园举行了一个别开生面的晚会门罗公园是一个远离城市幽静的去处在圣诞节期间到这里游玩也是一件趣事爱迪生向所有的人发出邀请，任何人只要愿意来就在邀请之列 爱迪生为晚会做了细致的安排他向铁路局接洽增加特别的列车，接运从纽约与费拉德菲亚来的客人车费由爱迪生掏腰包 这真是一个盛大的晚会，有3000人乘火车前来，附近的农民驾着马车赶来，人人怀着好奇心，要看看这位被称为门罗公园的魔术大师表演些什么? 天已经漆黑了，雪花飞舞，贵妇人已经等得有
14、些不耐烦了爱迪生突然把开关一合，骤然间，整个公园给耀眼的灯光照亮了无数个白炽的灯泡把黑夜变成白昼众人望着从树木与房屋上垂下的灯光，目瞪口呆，接着爆发出齐声的欢呼 与爱迪生相识的社会名流走上来向他祝贺人们怀着极大兴趣参观他那个充满了古怪东西的实验室一世界上第一个发明的摇篮 突然，传来了一个女士呼喊救命的尖叫声，爱迪生和一些人跑过去一看，便哈哈大笑起来原来有一位盛妆女士在拼命地抓住自己的长头发，美丽的头发散落在背上，就像金色的瀑布这是因为她刚才进入了放发电机的机房，由于好奇，她离发电机太近，发电机上强大的磁铁，吸引着她的发夹，发夹脱开了，使她那新奇的发型一下子散开了 爱迪生和蔼地递上一条手帕，拢住
15、那散乱的头发并指着机器旁边的警告牌上的说明：带手表或其他铁器的人不要太靠近发电机 门罗公园的晚会是成功的，电灯成为人们圣诞节期间的话题，人们把高高挂起的电灯称为爱迪生星从此以后，地球的夜晚就摆脱了那烦人的黑暗 电灯的发明是爱迪生一生中达到登峰造极的成就对人类的贡献也是巨大的当然，现代的灯泡里已经用钨丝代替了碳丝，新式的电照明器具层出不穷但是，第一位让大众接受电灯的人是爱迪生 爱迪生虽然没有牛顿、安培或麦克思韦的知识渊博，但是他的智慧比起这些科学家来说毫不逊色例如，著名的电磁学家麦克斯韦也想改进电话机的受话器，但是，他的发明产品和爱迪生的磁粒话筒相比就逊色多了爱迪生用碳粉造成的电话受话器一直应用到现在人类既需要发现科学定律的科学家为人类开拓新的境界，也需要把科学规律应用到实际的发明家这两种人才，缺少了哪一种人类社会都不会进步
第四节探究串并联电路中电流的规律有关资料
