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充气灯泡（第1页）

充气灯泡

1879年，美国著名的发明家爱迪生发明了炭丝电灯。这种电灯与以往的电弧灯相比，无疑实用多了。它的出现，也标志着人类使用电灯的历史正式开始。然而，这种炭丝电灯亮度不够理想，灯丝的制作方法也比较复杂，使用的寿命也不是很长。因此，世界各国的科学家都在致力于白炽灯的改进。

在炭丝电灯诞生30年后的1909年，美国通用电器公司的库里基发明了以钨丝做灯丝的电灯泡。这种电灯与炭丝电灯相比又前进了一步，但由于通电后钨丝极易变脆，因此它的使用寿命也受到影响。

1909年夏天，一位叫兰米尔的化学家来到美国通用电器公司工作。这位化学家造诣颇深，兴趣广泛。兰米尔刚进入公司时，公司研究实验室主任惠特尼博士并没有立即分配兰米尔做什么工作，而是建议他花几天时间到各个实验室走一走，看一看是否有他感兴趣的课题。

兰米尔来到研究钨丝电灯的实验室，他知道这个实验室正在攻克延长钨丝寿命的难关。兰米尔便问大家采取什么办法来解决这个问题，研究人员告诉他，目前最佳的方案是把玻璃内的气体全部抽出。这种“真空灯泡”的研究引起了兰米尔的浓厚兴趣，他高兴地加入了这种课题的研究。

兰米尔认为，钨丝变脆是因为钨丝内的气体杂质引起的。因此，他向惠特尼建议应该在高真空的条件下加热各种灯丝样品，以测定各种情况下所产生的气体量。

惠特尼很注重兰尔米的新见解，同意兰尔米专门从事这项研究，并给他配了几名助手。

经过一段时间的研究，结果表明兰尔米的想法是对的。没有在真空条件下经长时间加热的灯泡玻璃，它的表面会慢慢释放水蒸气，而这水蒸气与灯泡内的钨丝发生了化学反应，产生了氢气。此外，灯泡接头的地方，一些材料也会释放出一些气体。正是这类气体的化学作用，使钨丝变脆、灯泡玻璃壁变黑，降低了钨丝灯的使用寿命。

兰米尔的同事们，包括惠特尼博士都认为，解决这一问题的办法就是进一步提高灯泡的真空度。可是，兰米尔不同意大家的意见，他建议采用与抽真空相反的方法，即充气的方法，把各种不同的气体分别充入灯泡，看看各种不同的气体跟钨丝“相处”得怎么样。

于是，兰米尔分别把氢气、氮气、氧气、水蒸气、二氧化碳等气体充入灯泡，并采用不同的温度、压力等外界条件进行试验。

试验结果表明：在高温下，氢原子从钨丝上扩散，扩散的氢原子重新结合在一起，剧烈地增强气体的导热作用。这对于灯泡来说，将会使它热得受不了。

试验结果还证实，灯泡的变黑确实是钨丝蒸发所致。因为灯泡充入水蒸气后，水蒸气分子与热钨丝接触，产生钨的氧化合物，附在灯泡壁上，使灯泡变黑。

最后，兰米尔发现，在高温下氮气并不离解，许多蒸发出的钨原子撞击到氮分子后又乖乖地回到了钨丝上。显然，氮气对钨丝有保护作用。也就是说，氮气能使钨丝寿命延长。

经过4年进一步的研究，兰米尔终于在1913年发明了功率大、寿命长、效率高的充气灯泡。

后来，兰米尔又把小直径灯丝圈成螺旋形，减少了热传导损失，并且发明了以氖气代替氮气而制成的小功率充气灯泡。