在试验工作进行的过程中,爱迪生顾不上吃饭、睡觉,乃至忘却了周围的一切。晚年他曾说:“我对电灯的研究时间最久,试验最为艰苦,但从来也没有灰心”。有人说:“爱迪生工作常常到早晨三、四点钟,拿二、三册书当枕头,伏在案上睡一会儿,其他人也效仿他”。有一次,他的一个朋友来看他,见此情景,就开玩笑地说:“怪不得你头脑里知识那么丰富,原来你是头枕着书,连睡觉时也往脑子里记书上的内容啊!”
爱迪生在试用头发状的螺旋线失败后,转而采用铂箔,他用了这种铂箔制成过一盏电灯。后来他又把铂和铱磨成细末,和泥土等不导电的物质相混合,试制各种光度的电灯。金属质粒发热时,那氧化物也变成导体而发光了。
爱迪生虽孜孜地不断研究,但成功还是遥遥无期。他曾把炭棒和铂杆相对的放着,两者间的阻力非常高,因此便发出白色的光来。他在这灯的下面悬挂一些重的物体,这样炭棒就经常地和铂杆保持接触。但这种灯的光度不时的起着变动,终不能适合实用。
爱迪生因为试验各种电灯,金钱耗得很多。这时他已经把5万元钱全花去了。可是更糟的是,他的一部分资助人的信念却在开始动摇了。爱迪生决意邀请其中主要的几个人来门罗公园,让他们看看他所以还没有完全成功同时还需要他们继续支持的原因。
摩根、洛雷等人来到门罗公园后,爱迪生向他们报告他已经完成的几部分工作,并且说明他必须把灯丝的阻力增高。随后爱迪生把他新制成的几盏电灯试验给他们看。试验结果,电灯一盏接一盏地在很短的时间中烧毁熄灭了。
是否继续为爱迪生提供资助?那批银行家默默地思考着。洛雷的信念是不可能动摇的,由于他的苦苦劝谏,他们决定再拿出5万元钱来,爱迪生又得以重新继续做他的试验了。
1879年以来,爱迪生把全部精力用在电灯的研究上。他耐心地研究了制造白炽灯的每一个可能方法。他试用过螺旋炭丝;他在真空的玻璃管中传导电流,这也是后来霓虹灯的先声;他又设计在一宅住屋中由电池供给电流的整个电灯系统。他下决心不但要克服那些困难,并且要征服那辈一向讽嘲他的人们。他对科学的发明和进步充满了“伟大的信心”。厄普顿说道:“1879年爱迪生在坚持应用高阻力的灯丝和低阻力的发电机电枢的主张时,完全表示了他的伟大的信心。他经过了许多的艰苦工作才达到这个目的。当未来的光明在隐约显露时,我们已看到了爱迪生的电灯系统了,而这也便是世界上一个最卓越的发明伟绩。”
这时实验室中又有一个叫劳孙(John w .Lawson )的人来帮助工作。他对于分析化学很有研究。矿石运进实验室后,先由他检查有没有铂或是别的稀有金属,随后再由另一个化学家加以检验。这个化学家叫海德(A.Haid ),也是新来的,大家都叫他“博士”。
当时爱迪生的电灯还没有完全成功,但什么东西使他不能前进呢?他正在研究价格的问题,希望能够节省一些材料。“只有等到最低的价格时,大家才会欢迎它的。”他试验了各种灯丝,可是所有这些都很昂贵,要用它们来制造电灯,供给市场应用简直没有可能。
爱迪生说除了这一个问题外,旁的都已解决了。他把整个系统的一切问题,甚至测量电流的电表的使用,全都考虑到了。“每家用电的屋子都得装一具电表。它可以记下电流的消耗量。这是一个简单的机器,我现在全都想到了。”
1月27日,爱迪生在他的记事册上写道:“经过7小时的工作后,由于注视了强烈的灯光,眼睛隐隐作痛,因此不得不停止工作。”第二天他又接着写道:“昨晚10时到今晨4时,眼痛难堪。后来饮了一服吗啡,才得安眠。今天好些了,到下午4时就不十分痛了,可是今天的时间却又白白牺牲了。”
4月中,爱迪生的试验相当顺利。他把钡、铑、钌、钛、锆等稀有金属全试用过了。他在用这些物质制成的发丝上涂上一层他称为“绝热质”的氧化物溶液。他终于制成了一种高阻力的电灯,成绩很是满意。然而它的价格还是非常昂贵。如果能发现一个铂矿的话,这困难也就可以解决了。
在第一盏高阻力电灯中,爱迪生用的是一根细小的锆质的线轴,外面又绕着细的铂丝,再涂了一层氧化物作绝缘。他企图把这灯加以改良,决定放在真空中再作试验。爱迪生在进行新的试验时,发现那气压表的指针转到相当角度后,突然地回复了原位。他起先以为钟罩边上的油脂也许涂得太少,不够密封。他问巴切勒,巴切勒说是漏气。可是他不久发现那是本来拘禁于电线中的气体,这时因为电线在真空中有电流流过而发热,因而被驱逐了出来。他根据这原理,把金属吸收的气体全抽出去。这样,真空就不受影响了。金属线在逐出气体后质地坚实而匀称,耐得住高温,发出的亮光也比以前的更明亮些。
爱迪生不懈地工作,他更换着各种不同的材料,制成许多不同直径,不同形状的灯丝。有些灯丝细得难以装进灯泡,有些只要一通电,立刻就会熔化。爱迪生还试制了一些复杂的灯具,有一种灯还安装了电阻器,用灯下的小金属轮来控制灯光的强弱。一位来客写道:“把金属轮拧到头,就可以得到最大电流;拧一半,就有一半功率。这样,电流的强度可以任意改变,既可以使电灯发出微弱的暗红色,又可以放出耀眼的光亮,以照遍最大房间的每一角落。”
为保证玻璃容器内良好的真空,爱迪生整日地忙着寻找抽高度真空的方法。他觉得除了德国的斯普林格设计的大型抽气机外,别的都不能适合他的需要。可是在本国内这种抽气机大概是不会有的。但厄普顿却知道普林斯顿大学的勃拉克特(C.F.Brackett )教授曾经备有一套。
爱迪生问道:“你看那大学肯把它借给我们吗?你去试借一下好不好呢?”
厄普顿便在第二天动身前去。回来时,他便自己掮了那架抽气机回来。他又从纽约定购了一些水银,亲自把那机器装配起来。在装好后,准备抽气。空气抽去后,拘禁在金属线内部的气体全给驱了出来,而辉煌的灯光也终于产生了。
爱迪生从一开始就认为炭丝是最理想的灯丝材料,他放弃这种材料,只是因为以前的真空度不够,炭丝熔化过速。现在,他又回到了炭丝的试验上,再次用各式各样的线、纤维和类似的物质作灯丝材料。
4月12日爱迪生准备将他的真空白炽灯呈请专利。这种白炽灯和后来正式成功的电灯大致相同,只是发光的物质有些不同罢了。
4月27日,纽约《先驱报》又作了一个严厉的打击:“爱迪生的失败现在已经完全证实。这个情感冲动的人在去年秋季就开始电灯研究,他以为这是一个完全新颖的问题,他自信已经获得一个别人还没有想到的用电发光的方法。纽约的著名电学家们都相信爱迪生的试验路线已经走错了。”在几个星期以前,英国皇家邮政部的电机师普利斯在一次公开演讲时,对于爱迪生的试验曾表示异议,并且反对他那把电流分路同时供住家和工厂照明的大改革的主张。普利斯说这只是一个幻想,他的努力已注定了他必然的惨败。
尽管有这些非议,爱迪生保持着他伟大的信心,坚持走自己的路,闯过了一道道难关,直到实现他最后的目标。高阻力电灯的改造,真空容器的完成,拘禁气体的减少,低阻力电枢发电机的发明,所有这些都是在越过了每一个难关而成功的。
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