时间：2022-10-11 09:29:43
按照国家发展和改革委员会的《中国逐步淘汰白炽灯路线图》，我国将从2012年10月1日起，按功率大小分阶段逐步禁止进口和销售普通照明白炽灯。由白炽灯开启的电光文明时代，让人们切实感到了科学技术的福音。在低碳大潮的涌动下，白炽灯功成身退自然也是顺理成章的事情。
爱迪生（1847～1931）是举世闻名的科学家和发明家，被誉为“世界发明大王”。爱迪生生活的年代，正处于电力技术革命的孕育和发展期，因此他的发明大多与电有关。在爱迪生的白炽灯问世之前，人们广泛使用蜡烛和煤气灯进行照明。蜡烛和煤气灯在燃烧时，往往会产生浓烈的黑烟和刺鼻的臭味。并且，煤气灯还需要用管道供给煤气，发生漏气或堵塞非常容易出事，同时这种灯很容易引起火灾，因此人们迫切要求发明一种既安全又方便的照明灯。
19世纪初，人们发现从一个电池的两端引出两根导线，导线相碰时就会产生一个火花。如果把几个电池串联起来再引出导线，那么它们相碰时产生的火花就会变得更亮了。
1812年，英国一位叫戴维的化学家曾用2000节电池组成的电池组和两根碳棒连接起来，制成了世界上第一盏电光源――弧光灯。
原来，先让两根碳棒相互靠近接通电流，再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，利用这种电弧做成的照明灯就被称为“弧光灯”。当时在英国，弧光灯也只是进行了有限的应用，比如用在钟楼的顶上或灯塔上。
不过，在没有发电机之前，弧光灯是没有实用价值的，尤其不能用于室内照明。但这并没有削弱人们关于电光源的发明热情，人们似乎已经从弧光灯的亮光中看到了电光源的曙光。大约在1877年和1878年间，爱迪生曾经进行过几次关于白炽灯的试验，但由于那时许多人都在这一领域探索，所以爱迪生就终止了这方面的研究。
1878年9月，爱迪生听说威廉・华莱士正在进行有关电灯的研究，因此就到康涅狄克州访问了威廉・华莱士。原来，威廉・华莱士曾致力于发电机的研究，当时正在进行电弧灯方面的科学试验。这里耀眼夺目的电弧光点燃了爱迪生的创造热情，爱迪生发誓一定要在电灯制造方面超过威廉・华莱士！
爱迪生从威廉・华莱士那里回来以后，把所有的事情全弃置一边，全神贯注地致力于电灯问题的研究和探索。爱迪生在谈到白炽灯的制作过程时强调：“我在电灯方面建立了3000种不同的理论，每种理论似乎都可能转化为现实。可是，我在试验中只证实了其中的两种理论行得通。”爱迪生经过反复比较，决定集中精力研究白炽灯。
爱迪生在他31岁的那一年，向全世界宣布他要解决电灯照明的问题。爱迪生设想用电力照明取代煤气照明，首先是要让电力照明具有煤气照明的一切优点，同时还要使照明设备能够满足人们的各种要求。在科学家竞相开发电光源而没有实质突破的情况下，爱迪生选择这个充满风险的研究课题，无疑是一个极其难啃的“硬骨头”。
原来，在爱迪生之前就有许多人在对弧光灯进行改进，并从理论上展示了其作为电光源的可能性。并且，英国的斯旺也早已开始了关于白炽灯的研究。
从1878年9月开始，门罗公园的研究所成了爱迪生研究电灯的主战场。相对于此前的电灯研究，爱迪生的技术路线无疑是新颖的。但是，要真正实践起来却并不是一件容易的事情。像选择一种合适的灯丝材料，并把它密封在一个真空的玻璃容器内，这都是当时的科学技术尖端课题。
据说，爱迪生在开始的时候，先是把一小截耐热的材料装在一个玻璃泡里，当电流把它烧到白热化的程度时便可以发光了，但一通电流就被烧断了。爱迪生认真分析其中的原因，也许是里面空气中的氧气帮助炭丝燃烧的缘故吧！于是，爱迪生就用自己制造的抽气机来把玻璃泡里的空气抽掉，然后再进行通电试验。
果然，装在玻璃泡里的炭丝没有马上被烧掉，而是明亮地燃烧了8分钟。这说明真空状态可以延长灯丝的寿命。那么选择什么样的耐热材料做灯丝比较好呢？爱迪生煞费苦心，曾选用1600多种耐热材料进行反复试验，包括金属、石墨、木材、稻草、亚麻等材料，但都没有取得成功。
因此，有些人对爱迪生的电灯产生了怀疑，并认为这是不可能成功的。有些人认为爱迪生的想法是“荒唐无稽的梦呓”。也有人说：“连数学都不懂的爱迪生，竟想解决为世界学者所苦恼的问题，真可谓愚不可及！”有人甚至讥笑他说：“不管爱迪生有多少电灯，只要有一只寿命超过20分钟，我就愿付100美元，有多少付多少。”爱迪生对此不屑一顾，继续研究他的电灯灯丝。
1878年秋，爱迪生又重新用“炭”进行试验。他在纤维或纸张的表面涂上灯墨和沥青的混合物，再卷成毛衣针状进行炭化处理。当他把这种材料制作的灯丝装在玻璃泡里的时候，居然在真空中持续发了一、两个小时的光。
虽然爱迪生的炭丝试验没有取得成功，但经过无数次的试验最终得出了一个结论，那就是电灯的灯丝要满足电阻要高、散热要慢的条件。在试验过的灯丝材料中，似乎铂是最为理想的一种。
于是，爱迪生再次选用铝和铂等金属材料进行试验。1878年10月5日，爱迪生提出了一份关于铂丝“电灯”的专利申请。这种“电灯”的灯丝是用铂丝绕成的双螺旋结构，它们之间还加了一支金属棒。当灯丝热度接近铂丝的熔点时，金属棒便膨胀造成短路，使得灯泡温度降低下来。在铂丝冷却的同时金属棒也会冷却下来，这样电流又可以再次通过了。
尽管这种方法巧妙地解决了灯丝的熔断问题，但后来发现这种方法并不是十分可靠的。
在一个寒冷的冬天，爱迪生顺手把脖子上的围巾扯下来，突然萌发了一个用棉纱做灯丝的念头。于是，他急忙从围巾上扯下一根棉纱，在炉火上烤了好长时间，结果棉纱变成了一缕焦炭。一个德国籍的玻璃专家按照爱迪生的吩咐，把灯泡里的空气抽到只剩下一个大气压的百万分之一，这为爱迪生电灯的成功奠定了技术基础。
爱迪生小心翼翼地把这根炭丝装进这个玻璃泡内，果然取得了令人满意的效果。爱迪生感到异常兴奋，紧接着又制造了很多棉纱做成的炭丝，连续进行了许多次的试验。1879年10月21日那天，爱迪生把一根直径为0.025厘米炭化了的棉线用作灯丝，足足稳定地明亮了45个小时。相对于过去的灯丝几分钟乃至几小时的寿命，此次45个小时的灯丝寿命，无疑是一个具有历史意义的进步。
实际上，这是人类历史上的第一盏具有实用价值的电灯，因此人们把这一天确定为白炽灯的发明日。爱迪生在回忆这个难忘的时刻时说，我们坐在那里目不转睛地看着那盏电灯，它燃烧的时间越长我们就越觉得神气十足。1879年11月1日，爱迪生申请了关于炭丝灯的专利。
爱迪生经过一年多进行的数千次试验，人们盼望已久的电灯终于诞生了。这个消息一传开，整个世界都为之轰动了。人们预言，煤气灯照明的时代即将成为历史，人类未来的照明将是电光源的一统天下。但是，但爱迪生并没有陶醉在阶段性胜利之中，他决心不断地试验下去，从而让电灯进一步趋于完美。
爱迪生对45个小时的灯丝寿命仍然高兴不起来，他希望未来的灯丝要能亮1000个小时，甚至是16000个小时。爱迪生决定从植物纤维这方面去寻找新的灯丝材料，并因此开始了新一轮的灯丝试验。大凡植物方面的材料，只要能找到的爱迪生都进行了试验。甚至就连人的头发和胡子，他都拿来当做灯丝进行了试验。然而，所有的努力都没有取得令人满意的效果。
倒是一个偶然的机会使爱迪生眼前一亮，那就是炭化了的竹丝具有光明的前途。有一次，爱迪生在试验室拾到一把蒲葵扇，在它四周缠绕着的一圈竹丝引起了他的注意。原来，蒲葵扇是用蒲葵（一种棕榈科常绿乔木）叶制成的扇子，我们常把它称为“芭蕉扇”。爱迪生马上把蒲葵扇上的竹丝取下来，经过炭化以后用做灯丝进行了试验，谁知效果还真是不错。这一下爱迪生可高兴了，他决定要用世界上最好的竹子来做电灯的灯丝。
爱迪生搜集了从世界各地采集来的竹子大约有6000多种，经过无数次的灯丝试验，结果证明用日本竹子制成的炭灯丝最为优秀，据说可以持续明亮1200多个小时。用日本竹子制成的炭丝灯是人类历史上第一批实用型白炽灯。不久，美国人开始使用这种价廉物美、经久耐用的竹丝灯泡了。从此时到1908年的9年间，日本竹子一直是制作电灯炭丝的主要原料。
当白炽灯的寿命问题解决之后，让白炽灯走进千家万户就是一个十分迫切的问题。爱迪生曾说过：“当电灯普及以后，只有奢侈者才用蜡烛！”为了白炽灯的普及推广，爱迪生可是费尽了心机。
然而，刚开始人们并不乐意使用这种新型电光源。究其原因，不外乎这样几个方面的原因。一是认识方面的原因，担心雷电之火会通过导线进入室内；二是技术方面的原因，比如当时的电灯是不能单独控制开关的，因此一家开灯万家辉煌，一家关灯万家诛连；三是其他方面的原因，比如电灯的安全问题等。
对于第一个方面的原因，爱迪生可以通过宣传的方式进行解决，其他方面的原因则必须通过技术途径和其他途径进行解决。比如，爱迪生计划研制一个高效率的发电系统，从而为电力照明提高动力保障。同时，爱迪生还研究了电流分路问题，从而解决了电灯开关互相影响的问题。
比如，爱迪生提出了一个接线方案，把原来的串联接法改为现在的并联接法，这样就可以避免“一家关灯万家诛连”了。当然，还要研制稳压器、开关、接线盒、绝缘带和保险丝等一系列器件，从而保证电灯照明系统稳定可靠地工作。
爱迪生还提出了一种新的导线分布方法，即在街道两旁架设一组“总线”，每个用户的支线可以从这些“总线”上连接。据说这种馈电系统比树枝式分布可以节约88%的铜，同时使得导线中的电压降落和损耗也减少了许多，因此基本上不会影响各个用户电灯的亮度。
爱迪生把降低灯泡生产成本作为让白炽灯走进千家万户的一个重要突破口。在灯泡生产的第二年，他就把白炽灯生产成本降到了每只1．10美元；在灯泡生产的第三年，白炽灯生产成本降到了50美分；在灯泡生产的第四年，白炽灯生产成本降到了37美分；当他把白炽灯每只成本降到22美分的时候，就卖掉了白炽灯的制造权。
从19世纪80年代开始，科学家和发明家便展开了一场用金属丝代替炭灯丝以改进白炽灯的持久战。1887年，奥地利人韦尔斯巴赫首先设计出了锇丝（熔点2700℃）白炽灯，并于1898年投入大量生产。1903年，随着纯金属可锻钽（熔点2996℃）的制得，钽丝白炽灯也于1905年问世了。
钨灯丝的发明是白炽灯改进的延续，那么钨灯丝到底是谁发明的呢？相关资料的记载并不一致。比较一致的说法是，美国科学家柯里奇在1909～1910年间发明了一种制造钨丝的新工艺，成功地把钨拉成了直径仅为0.5微米的细丝，并用其制成了钨丝白炽灯，从而大大提高了白炽灯的发光强度和发光效率。
柯里奇于1913年12月30日取得了这种钨丝灯的专利，以后钨丝白炽灯便开始风靡全球了。原来，钨的熔点高达3350℃左右，比目前所知的任何一种金属元素的熔点都要高。并且钨的电阻率大、强度好、蒸气压低，是所有纯金属中制作白炽灯丝的最佳材料。用钨丝充当灯丝制作白炽灯，是照明技术领域的一大进步，不仅使得白炽灯在与传统照明器的竞争中脱颖而出，而且还开辟了电气照明技术的新纪元。
1882年7月26日，我国上海外滩亮起了15盏弧光灯，从此开始告别煤油灯时代，并迎来了我国电灯史的新纪元。在我国，白炽灯是随着电力工业的迅速发展才逐步走进千家万户的，从而使得中国人成为了电灯的主人。如今，我国已经成为了白炽灯照明产品的生产、消费和出口大国，白炽灯产量占到了世界产量的1/3。
爱迪生一生大约有两千项发明创造，从而为人类的文明和进步作出了巨大的贡献。爱迪生发明的白炽灯不仅开启了电光源照明的新时代，而且也为电力融入人类生活提供了新的思路。白炽灯在133年的历史岁月里，一直保持着照明领域的霸主地位，以至于已经成为了一个时代的“名片”，那是电光源照明时代的代名词。
如今，人类的生存环境面临着来自许多方面的严峻挑战，推行低碳经济已成为人类应对全球气候变化的一剂良方。在低碳文明时代，白炽灯不具有任何竞争优势。原来，白炽灯在工作过程中并不是直接把电能转变成了光能，而是首先把电能转变成热能，然后再把热能转变成光能，从而为我们带来了温暖和光明。大部分白炽灯的能量利用率不超过10%，而其他90%以上的电能则转化为热能损耗掉了。正是由于白炽灯这种特殊的发光机理，才使其面临着被淘汰的境遇。要达到相同的照明效果，节能灯只需要白炽灯所需能量的20%就够了。
具有浓郁文化气息的东方明珠塔，是我国首家使用LED高效节能灯的建筑。东方明珠的上下球体照明原来采用的是白炽灯光源，如今一个个“豆芽灯”（LED灯）爬上了电视塔的大小球体。东方明珠每晚省下来的电能，足可供800多户居民每天使用4个小时。
在素有“灯火之都”的巴黎，埃菲尔铁塔的亮灯时间也开始减半了，即每年亮灯时间由累计400小时减至200小时。同时，从2008年9月起还为埃菲尔铁塔更换了新装，即用“环保装”取代了原来的“钻石装”，使得塔内所有电能全部来自可再生资源。并且在5年内完成125座建筑的探照灯节能化改造，即把原来的白炽灯全部更换为节能灯。
在低碳生活日渐成为一种时尚的今天，人类照明开始承载应对全球气候变暖的历史使命。从今年10月1日起，我国将禁止进口和销售100瓦级以上的普通照明白炽灯。此后，白炽灯将有步骤地淡出人们的生活，使得白炽灯成为了一道即将逝去的风景。然而，白炽灯的逝去并不是电光文明时代的结束，以节能灯和LED灯为代表的新型电光源正在续写电光文明的辉煌！