1932年諾貝爾獎(jiǎng)得主——蘭米爾發(fā)明充氣燈泡

       1879年，美國(guó)著名的發(fā)明家愛(ài)迪生發(fā)明了炭絲電燈。這種電燈與以往的電弧燈相比，無(wú)疑顯得實(shí)用多了。它的出現(xiàn)，標(biāo)志著人類使用電燈的歷史正式開(kāi)始。然而，這種炭絲電燈亮度不理想，燈絲的制作方法比較復(fù)雜，使用的壽命也不是很長(zhǎng)。因此，世界各國(guó)的科學(xué)家都在致力于白熾燈的改進(jìn)。

　　在炭絲電燈誕生30年后的1909年，美國(guó)通用電器公司的庫(kù)里基發(fā)明了以鎢絲做燈絲的電燈泡。這種電燈與炭絲電燈相比，又前進(jìn)了一步，但由于通電后鎢絲極易變脆，因此它的使用壽命也受到影響。

　　1909年夏天，一位叫蘭米爾的化學(xué)家來(lái)到美國(guó)通用電器公司工作。這位化學(xué)家造詣?lì)H深，興趣廣泛。蘭米爾剛進(jìn)入公司時(shí)，公司研究實(shí)驗(yàn)室主任惠特尼博士并沒(méi)有立即分配蘭米爾做什么工作，而是建議他花幾天時(shí)間到各個(gè)實(shí)驗(yàn)室走一走，看一看是否有他感興趣的課題。

　　蘭米爾來(lái)到研究鎢絲電燈的實(shí)驗(yàn)室。他知道這個(gè)實(shí)驗(yàn)室正在攻克延長(zhǎng)鎢絲壽命的難關(guān)。

　　“你們采取什么辦法來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題呢?”蘭米爾問(wèn)大家。

　　研究人員告訴他，目前最佳的方案是把玻璃內(nèi)的氣體全部抽出。這種“真空燈泡”的研究引起了蘭米爾的濃厚興趣。他高興地加入了這種課題的研究。

　　“要延長(zhǎng)鎢絲的壽命，必須要先了解鎢絲‘短命’的原因。”蘭米爾一頭就扎進(jìn)了鎢絲變脆原因的研究。他認(rèn)為鎢絲變脆是鎢絲內(nèi)的氣體雜質(zhì)引起的。因此，他向惠特尼建議：“我們必須在高真空的條件下加熱各種燈絲樣品，以測(cè)定各種情況下所產(chǎn)生的氣體量。”

　　惠特尼很注重蘭爾米的新見(jiàn)解，他同意蘭爾米專門從事這項(xiàng)研究，并給他配了幾名助手。

　　經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的研究，結(jié)果表明蘭爾米的想法是對(duì)的。沒(méi)有在真空條件下經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間加熱的燈泡玻璃，它的表面會(huì)慢慢釋放水蒸氣，而這水蒸氣與燈泡內(nèi)的鎢絲發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生了氫氣。此外，燈泡接頭的地方，一些材料也會(huì)釋放出一些氣體。正是這類氣體的化學(xué)作用，使鎢絲變脆、燈泡玻璃壁變黑，降低了鎢絲燈的使用壽命。

　　找到了問(wèn)題的癥結(jié)，這只是邁出了勝利的第一步。問(wèn)題該如何解決呢?

　　蘭米爾的同事們，包括惠特尼博士都認(rèn)為，解決這一問(wèn)題的辦法是進(jìn)一步提高燈泡的真空度。確實(shí)，愛(ài)迪生以及以后的許多科學(xué)家，為了提高燈絲的壽命，都是在燈泡真空度上做文章，而且也取得了一定的成績(jī)。因此，順著這條路走下去，便成了大家很自然的想法。

　　可是，蘭米爾是一位獨(dú)創(chuàng)性很強(qiáng)的科學(xué)家。他不同意大家的意見(jiàn)。他建議采用與抽真空相反的方法，即充氣的方法，把各種不同的氣體分別充入燈泡，看看各種不同的氣體跟鎢絲“相處”得怎么樣。蘭米爾打比方說(shuō)：“這好比把手伸到燈泡里，讓我們親自‘觸模’一下鎢絲。”

　　“這種方法沒(méi)有人做過(guò)，肯定行不通。”

　　“這種方法絕對(duì)解決不了問(wèn)題。”

??面對(duì)大家的不同看法，蘭米爾微笑著說(shuō)服大家�；萏啬岵┦侩m然也有不同的觀點(diǎn)，但他還是支持蘭米爾試一試。

　　于是，蘭米爾分別把氫氣、氮?dú)�、氧氣、水蒸氣、二氧化碳等氣體充入燈泡，并采用不同的溫度、壓力等外界條件進(jìn)行試驗(yàn)。

　　試驗(yàn)結(jié)果表明：在高溫下，氫原子從鎢絲上擴(kuò)散，擴(kuò)散的氫原子重新結(jié)合在一起，劇烈地增強(qiáng)氣體的導(dǎo)熱作用。這對(duì)于燈泡來(lái)說(shuō)，將會(huì)使它熱得受不了。

　　試驗(yàn)結(jié)果還證實(shí)，燈泡的變黑確實(shí)是鎢絲蒸發(fā)所致。因?yàn)闊襞莩淙胨�蒸汽后，水蒸汽分子與熱鎢絲接觸，產(chǎn)生鎢的氧化合物，附在燈泡壁上，使燈泡變黑。

　　最后，蘭米爾發(fā)現(xiàn)，在高溫下氮?dú)獠⒉浑x解，許多蒸發(fā)出的鎢原子撞擊到氮分子后又乖乖地回到了鎢絲上。顯然，氮?dú)鈱?duì)鎢絲有保護(hù)作用。也就是說(shuō)，氮?dú)饽苁规u絲壽命延長(zhǎng)。

　　“終于找到了新方法了!”蘭米爾高興得跳起來(lái)。經(jīng)過(guò)4年進(jìn)一步的研究，蘭米爾終于在1913年發(fā)明了功率大、壽命長(zhǎng)、效率高的充氣燈泡。

　　后來(lái)，蘭米爾又把小直徑燈絲圈成螺旋形，減少了熱傳導(dǎo)損失，并且發(fā)明了以氖氣代替氮?dú)舛�制成的小功率充氣燈泡�?/p>

　　1928年，蘭米爾由于發(fā)明充氣燈泡和對(duì)高溫低壓下化學(xué)反應(yīng)的研究作出的突出貢獻(xiàn)，獲得了美國(guó)化工學(xué)會(huì)頒發(fā)的帕金獎(jiǎng)?wù)隆?/p>

??1932年，蘭米爾由于在化學(xué)上取得重大成就，獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。

　　直到今天，我們?nèi)栽谑褂锰m米爾發(fā)明的充氣電燈