照亮生命的发明——安全矿灯

2012-12-18 10:30阅读：

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法拉第

法拉第
早在18世纪时，英国的煤炭工业就已蓬勃的发展起来，许多煤矿被开发，矿工的人数也与日俱增。但因设备和技术问题，井下故事屡见不鲜，特别是那种被矿工们视为洪水猛兽的煤气爆炸事故，也时有发生。爆炸发生后解决的唯一办法是马上堵塞巷道，以阻止火势蔓延。这样做，常常将大量矿工活活埋葬于矿井中，其情景惨不忍睹。　　煤气爆炸这个非常严重而又亟待解决的问题，被作为头等大事提交英国国会讨论。国会认为，还是请科学家尽快解决。
　　煤井挖深之后，由于通风不好，井内有时会集聚大量易燃易爆的煤气等危险气体。井下的煤气遇火不是爆炸，就是燃烧。而在井下挖煤又不可能不点灯，因此解决这个问题的办法之一就是发明一种适合煤矿使用的安全灯。当时使用的矿灯有两个弊病，一是玻璃罩易爆破，二是灯罩上方的出气孔易窜火苗。这些弊病都有可能引起爆炸和火灾。早年，也有不少人想改进矿灯，但均未有所突破。
　　尽管英国国会作出了“决定”，但很长时间内并没有什么人自告奋勇接受任务，因为前车可鉴，失败者何止一人。

戴维
　　1814年，英国纽卡斯尔、卡尔迪弗等煤矿相继发生了几起由矿灯火焰引起的煤气爆炸事故，矿工死亡数千人。英国宣布全国哀悼。
　　事发时，英国化学家戴维正在国外访问。1815年

4月，他回国得知这一情况后，心情格外沉重。他找到助手法拉第说：“矿工急需安全灯，我们来研制吧，不能眼睁睁地看着矿工一批又一批地活活送死啊！”
　　法拉第赞同导师的想法。戴维就准备承担这一任务了。
　　说也巧，没等戴维出门，煤矿公司已先行一步，以公司总经理为首的代表团找上门来了。为了研究方便，公司还专门送来了各矿井的气体，以供试验之用。
　　戴维的得意门生法拉第建议：“ 戴维先生，我们应该先试验灯火引起的气体爆炸情况，您说是吗？”
　　“我赞成。但是，点火试验时玻璃瓶子会炸碎，那飞溅的玻璃渣有可能伤人，怎么避免呢？”戴维以前做试验时，由于气体爆炸，伤过右眼，惨痛的教训记忆犹新。
　　法拉第稍加思索后说：“用一块铁板挡着，碎渣不就伤不着人了吗？”
　　“这样是伤不着人，可我们怎么观察呢？”
　　两人深思了一会儿，都没想出可行的办法。但不解决这个问题，试验将无法进行。
　　戴维日思夜想，每想出一个办法，就马上试验，但都不能令其满意。
　　一天天过去了，矿井里的事故照样在发生，可试验仍没有头绪，两人都急得团团转。转眼夏天来了，戴维没有功夫去乘凉，仍关在闷热的房子里，守着孤灯，苦苦思索。
　　突然，“砰”的一声，打断了戴维的思维。他抬头一看，是一只金龟子飞撞在窗纱上，由撞声之响，可想像到撞劲之大，但金龟子却被挡在窗外。因为窗纱的眼很细，那些企图扑灯的飞峨行虫统统被拒之于窗外。
　　眼前的这番情景，使戴维惊叹不已，仿佛发现了奇迹一般。由此，他马上联想到那道难题：“用窗纱似的铁网代替铁板，飞来的玻璃渣不就能被挡住了吗？这样既能观察，又十分安全，真是太好了！”他甚至埋怨起自己来：“我真傻，不是天天都坐在这窗前吗？怎么就从未想到窗纱呢？真感谢这只可爱的金龟子！”
　　兴高采烈的戴维，赶忙去找法拉第。法拉第听后非常高兴。他们找来铁丝网，马上进行试验，果然不出所料——碎玻璃飞不出来。他俩对所有的气体一一进行试验，发现有三种情况：有的见火就爆炸，有的只起火，有的根本没有反应。接着，他俩动手改革原来的矿灯，但试验全部失败了。
　　做试验用的铁丝网总爱生锈，已换过好几次了。戴维说：“铁丝网老生锈，能否找到别的金属来代替呢？”
　　“可以找到。”法拉第回答说。
　　一天晚上，戴维还在书房里设计矿灯，法拉第来了，客气地说：“戴维先生，我们今后就用铜丝网代替铁丝网，你看这样行吗？”法拉第说完，将铜丝网板双手递给戴维。
　　戴维接过铜丝网板，想仔细看看，但烛光太暗，加上他长期看书写字视力已经衰退，只好靠近烛光细瞧，不小心将网板压到烛火上，一寸多长的火苗被压得只剩下半寸。既然如此，他干脆在火苗上稍稍放了一下，奇怪的是，火苗总在网下燃，并不钻出网眼。这一意外发现，使戴维兴奋不已。他放下网板，火苗马上恢复原状。严肃的科学家一下变得像个小孩似的，高兴得叫了起来：
　　“真有趣！法拉第，你快试试看！”
　　法拉第接过铜丝网板试验了几下，结果仍然如此。“办法终于找到了！”这意外的发现使两人热烈地拥抱在一起。

安全矿灯

安全矿灯
　　为什么会出现这种现象呢？经过研究得知：原来铜丝易于散热，火苗遇到铜丝网，热量很快沿着铜丝网向四周传开，火焰转换成部分热量散发了，网板外面的温度不高，所以上面也就不可能有火焰了。
　　这是一个了不起的发现，用细密的铜丝网做灯罩，既可使氧气进入，又可使二氧化碳排出，而灯火也不会冒出来引起煤气爆炸，但美中不足的是，用铜丝网做灯罩，尽管安全，但火苗被密网挡着，不怎么亮，而且一经风吹，便会熄灭。
　　戴维与法拉第对他们的矿灯进行了反复改进与试验，并对传统矿灯进行解剖，发现矿灯的高温部位在上方，于是，就在火苗周围照样装上玻璃罩，在灯的上部装上铜丝网罩，这样制成的矿灯，既亮又不怕风，还十分安全。1815年12月，第一盏安全矿灯问世了。
　　为了祝贺安全灯的发明，英国政府在矿区举行了隆重的祝贺大会，戴维受到政府和工人们的高度赞扬。
【来源：http://story.kedo.gov.cn/fmqw/331537.shtml】
【蝌蚪五线谱：http://www.kedo.gov.cn/index.shtml】
【科知故事：http://story.kedo.gov.cn/index.shtml】

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