電燈的發(fā)明 優(yōu)秀公開(kāi)課教案

電燈的發(fā)明在電燈問(wèn)世以前，人們普遍使用的照明工具是煤油燈或煤氣燈。這種燈因燃燒煤油或煤氣，因此，有濃烈的黑煙和刺鼻的臭味，并且要經(jīng)常添加燃料，擦洗燈罩，因而很不方便。更嚴(yán)重的是，這種燈很容易引起火災(zāi)，釀成大禍。多少年來(lái)，很多科學(xué)家想盡辦法，想發(fā)明一種既安全又方便的電燈。燈是人類征服黑夜的一大發(fā)明。真正發(fā)明電燈使之大放光明的是美國(guó)發(fā)明家愛(ài)迪生。他是鐵路工人的孩子，小學(xué)未讀完就輟學(xué)，在火車上賣報(bào)度日。愛(ài)迪生是一個(gè)異常勤奮的人，喜歡做各種實(shí)驗(yàn)，制作出許多巧妙機(jī)械。他對(duì)電器特別感興趣，自從法拉第發(fā)明電機(jī)后，愛(ài)迪生就決心制造電燈，為人類帶來(lái)光明。愛(ài)迪生在認(rèn)真總結(jié)了前人制造電燈的失敗經(jīng)驗(yàn)后，制定了詳細(xì)的試驗(yàn)計(jì)劃，分別在兩方面進(jìn)行試驗(yàn)：一是分類試驗(yàn)1600多種不同耐熱的材料；二是改進(jìn)抽空設(shè)備，使燈泡有高真空度。他還對(duì)新型發(fā)電機(jī)和電路分路系統(tǒng)等進(jìn)行了研究。19世紀(jì)初，英國(guó)一位化學(xué)家用2000節(jié)電池和兩根炭棒，制成世界上第一盞弧光燈。但這種光線太強(qiáng)，只能安裝在街道或廣場(chǎng)上，普通家庭無(wú)法使用。無(wú)數(shù)科學(xué)家為此絞盡腦汁，想制造一種價(jià)廉物美、經(jīng)久耐用的家用電燈。1879年10月21日，一位美國(guó)發(fā)明家通過(guò)長(zhǎng)期的反復(fù)試驗(yàn)，終于點(diǎn)燃了世界上第一盞有實(shí)用價(jià)值的電燈。從此，這位發(fā)明家的名字，就象他發(fā)明的電燈一樣，走入了千家萬(wàn)戶。他，就是被后人贊譽(yù)為“發(fā)明大王”的愛(ài)迪生。1847年2月11日，愛(ài)迪生誕生于美國(guó)俄亥俄州的米蘭鎮(zhèn)。他一生只在學(xué)校里念過(guò)三個(gè)月的書(shū)，但他勤奮好學(xué)，勤于思考，其發(fā)明創(chuàng)造了電燈、留聲機(jī)、電影攝影機(jī)等1000多種成果，為人類做出了重大的貢獻(xiàn)。愛(ài)迪生12歲時(shí)，便沉迷于科學(xué)實(shí)驗(yàn)之中，經(jīng)過(guò)自己孜孜不倦地自學(xué)和實(shí)驗(yàn)，16歲那年，便發(fā)明了每小時(shí)拍發(fā)一個(gè)信號(hào)的自動(dòng)電報(bào)機(jī)。后來(lái)，又接連發(fā)明了自動(dòng)數(shù)票機(jī)，第一架實(shí)用打字機(jī)、二重與四重電報(bào)機(jī)，自動(dòng)電話機(jī)和留聲機(jī)等。有了這些發(fā)明成果的愛(ài)迪生并不滿足，1878年9月，愛(ài)迪生決定向電力照明這個(gè)堡壘發(fā)起進(jìn)攻。他翻閱了大量的有關(guān)電力照明的書(shū)籍，決心制造出價(jià)錢便宜，經(jīng)久耐用，而且安全方便的電燈。他從白熱燈著手試驗(yàn)。把一小截耐熱的東西裝在玻璃泡里，當(dāng)電流把它燒到白熱化的程度時(shí)，便由熱而發(fā)光。他首先想到炭，于是就把一小截炭絲裝進(jìn)玻璃泡里，剛一通電可馬上就斷裂了。“這是什么原因呢？”愛(ài)迪生拿起斷成兩段的炭絲，再看看玻璃泡，過(guò)了許久，才忽然想起，“噢，也許因?yàn)檫@里面有空氣，空氣中的氧又幫助炭絲燃燒，致使它馬上斷掉！”于是他用自己手制的抽氣機(jī)，盡可能地把玻璃泡里的空氣抽掉。一通電，果然沒(méi)有馬上熄掉。但8分鐘后，燈還是滅了?？刹还茉趺凑f(shuō)，愛(ài)迪生終于發(fā)現(xiàn)：真空狀態(tài)對(duì)白熱燈非常重要，關(guān)鍵是炭絲，問(wèn)題的癥結(jié)就在這里。那么應(yīng)選擇什么樣的耐熱材料好呢？愛(ài)迪生左思右想，熔點(diǎn)最高，耐熱性較強(qiáng)要算白金啦！于是，愛(ài)迪生和他的助手們，用白金試了好幾次，可這種熔點(diǎn)較高的白金，雖然使電燈發(fā)光時(shí)間延長(zhǎng)了好多，但不時(shí)要自動(dòng)熄掉再自動(dòng)發(fā)光，仍然很不理想。愛(ài)迪生并不氣餒，繼續(xù)著自己的試驗(yàn)工作。他先后試用了鋇、鈦、錮等各種稀有金屬，效果都不很理想。過(guò)了一段時(shí)間，愛(ài)迪生對(duì)前邊的實(shí)驗(yàn)工作做了一個(gè)總結(jié)，把自己所能想到的各種耐熱材料全部寫(xiě)下來(lái)，總共有1600種之多。接下來(lái)，他與助手們將這1600種耐熱材料分門別類地開(kāi)始試驗(yàn)，可試來(lái)試去，還是采用白金最為合適。由于改進(jìn)了抽氣方法，使玻璃泡內(nèi)的真空程度更高，燈的壽命已延長(zhǎng)到2個(gè)小時(shí)。但這種由白金為材料做成的燈，價(jià)格太昂貴了，誰(shuí)愿意化這么多錢去買只能用2個(gè)小時(shí)的電燈呢？實(shí)驗(yàn)工作陷入了低谷，愛(ài)迪生非?？鄲溃粋€(gè)寒冷的冬天，愛(ài)迪生在爐火旁閑坐，看著熾烈的炭火，口中不禁自言自語(yǔ)道：“炭炭……”可用木炭做的炭條已經(jīng)試過(guò)，該怎么辦呢？愛(ài)迪生感到渾身燥熱，順手把脖子上的圍巾扯下，看到這用棉紗織成的圍脖，愛(ài)迪生腦海突然萌發(fā)了一個(gè)念頭：對(duì)！棉紗的纖維比木材的好，能不能用這種材料？他急忙從圍巾上扯下一根棉紗，在爐火上烤了好長(zhǎng)時(shí)間，棉紗變成了焦焦的炭。他小心地把這根炭絲裝進(jìn)玻璃泡里，一試驗(yàn)，效果果然很好。愛(ài)迪生非常高興，緊接又制造很多棉紗做成的炭絲，連續(xù)進(jìn)行了多次試驗(yàn)。燈泡的壽命一下子延長(zhǎng)13個(gè)小時(shí)，后來(lái)又達(dá)到45小時(shí)。這個(gè)消息一傳開(kāi)，轟動(dòng)了整個(gè)世界。使英國(guó)倫敦的煤氣股票價(jià)格狂跌，煤氣行也出現(xiàn)一片混亂。人們預(yù)感到，點(diǎn)燃煤氣燈即將成為歷史，未來(lái)將是電光的時(shí)代。大家紛紛向愛(ài)迪生祝賀，可愛(ài)迪生卻無(wú)絲毫高興的樣子，搖頭說(shuō)道：“不行，還得找其它材料！”“怎么，亮了45個(gè)小時(shí)還不行？”助手吃驚地問(wèn)道。“不行！我希望它能亮1000個(gè)小時(shí)，最好是16000個(gè)小時(shí)！”愛(ài)迪生答道。大家知道，亮1000多個(gè)小時(shí)固然很好，可去找什么材料合適呢？愛(ài)迪生這時(shí)心中已有數(shù)。他根據(jù)棉紗的性質(zhì)，決定從植物纖維這方面去尋找新的材料。于是，馬拉松式的試驗(yàn)又開(kāi)始了。凡是植物方面的材料，只要能找到，愛(ài)迪生都做了試驗(yàn)，甚至連馬的鬃，人的頭發(fā)和胡子都拿來(lái)當(dāng)燈絲試驗(yàn)。最后，愛(ài)迪生選擇竹這種植物。他在試驗(yàn)之前，先取出一片竹子，用顯微鏡一看，高興得跳了起來(lái)。于是，把炭化后的竹絲裝進(jìn)玻璃泡，通上電后，這種竹絲燈泡竟連續(xù)不斷地亮了1200個(gè)小時(shí)！這下，愛(ài)迪生終于松了口氣，助手們紛紛向他祝賀，可他又認(rèn)真地說(shuō)道：“世界各地有很多竹子，其結(jié)構(gòu)不盡相同，我們應(yīng)認(rèn)真挑選一下！”助手深為愛(ài)迪生精益求精的科學(xué)態(tài)度所感動(dòng)，紛紛自告奮勇到各地去考察。經(jīng)過(guò)比較，在日本出產(chǎn)的一種竹子最為合適，便大量從日本進(jìn)口這種竹子。與此同時(shí)，愛(ài)迪生又開(kāi)設(shè)電廠，架設(shè)電線。過(guò)了不久，美國(guó)人民便用上這種價(jià)廉物美，經(jīng)久耐用的竹絲燈泡。竹絲燈用了好多年。直到1906年，愛(ài)迪生又改用鎢絲來(lái)做，使燈泡的質(zhì)量又得到提高，一直沿用到今天。當(dāng)人們點(diǎn)亮電燈時(shí)，每每會(huì)想到這位偉大的發(fā)明家，是他，給黑暗帶來(lái)無(wú)窮無(wú)盡的光明。1979年，美國(guó)花費(fèi)了幾百萬(wàn)美元，舉行長(zhǎng)達(dá)一年之久的紀(jì)念活動(dòng)，來(lái)紀(jì)念愛(ài)迪生發(fā)明電燈一百周年。發(fā)明爭(zhēng)議一般認(rèn)為電燈是由美國(guó)人托馬斯·愛(ài)迪生發(fā)明的。但是，另一美國(guó)人亨利·戈培爾比愛(ài)迪生早數(shù)十年已發(fā)明了使用相同原理和物料、而且可靠的電燈泡，而在愛(ài)迪生之前很多其它人亦對(duì)電燈的發(fā)明作出了不少貢獻(xiàn)。1801年，英國(guó)一名化學(xué)家戴維將鉑絲通電發(fā)光。他在1810年亦發(fā)明了電燭，利用兩根碳棒之間的電弧照明。1854年亨利·戈培爾使用一根炭化的竹絲，放在真空的玻璃瓶下通電發(fā)光。他的發(fā)明今天看來(lái)是首個(gè)有實(shí)際效用的白熾燈。他當(dāng)時(shí)試驗(yàn)的燈泡已可維持400小時(shí)，但是并沒(méi)有及時(shí)申請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)專利。1850年，英國(guó)人約瑟夫·威爾森·斯旺（JosephWilsonSwan）開(kāi)始研究電燈。1878年，他以真空下用碳絲通電的燈泡得到英國(guó)的專利，并開(kāi)始在英國(guó)建立公司，在各家庭安裝電燈。1874年，加拿大的兩名電氣技師申請(qǐng)了一項(xiàng)電燈專利。他們?cè)诓Ａ葜鲁淙牒猓酝姷奶紬U發(fā)光。但是他們無(wú)足夠財(cái)力繼發(fā)展這發(fā)明，于是在1875年把專利賣給愛(ài)迪生。愛(ài)迪生購(gòu)下專利后，嘗試改良使用的燈絲。1879年他改以碳絲造燈泡，成功維持13個(gè)小時(shí)。到了1880年，他造出的炭化竹絲燈泡曾成功在實(shí)驗(yàn)室維持1200小時(shí)。但是在英國(guó)，斯旺控告愛(ài)迪生侵犯專利，并且獲得勝訴。愛(ài)迪生在英國(guó)的電燈公司被迫讓斯旺加入為合伙人。但后來(lái)斯旺把他的權(quán)益及專利都賣給了