爱迪生(35)_虚阁网

三五

　　但可以推知，这时爱迪生有着大量的刻不容缓的工作要做，所以他就不能对被称之为“爱迪生效应”的研究予以必要的注意。当时要筹备参加预定1881年夏季开幕的巴黎电气博览会，应当安排好灯泡的大批生产。需要把珍珠街总电站建造成，并为总电站制造机器和其他的电气设备。此外，爱迪生在1880年还在深入研究矿石磁选法。他在门罗园铺设第一条试验性客运电气化铁路，在纽约建立一些生产电气产品的工厂。爱迪生在这些年提出了大量要求颁发专利特许证的申请书。爱迪生单是在1882年一年就在美国获得了141份专利特许证，也就是说大约每两天半就获得一份专利特许证！

　　因此，1879年至1882年，是爱迪生工作特别积极的时期。有些研究工作不得不暂时拖下来。与爱迪生效应有关的一些试验就被放到了次要地位。不久，他就转而研究白炽灯变黑的问题。美国电子学专家乌·怀特由于获得能参阅爱迪生实验室技术档案的某些材料的机会，于1943年发表了有关爱迪生效应发现的技术史略。他所利用的材料和文献表明，爱迪生在1882年年中，才得以重新回到这一研究工作上来。1882年6月5日，爱迪生恢复按照他绘制的草图制出的灯泡的试验，这些草图是他为研究灯泡变黑现象的特点而绘制的。这种灯应有一个附加电极，该电极的安装要能阻止带电粒子的转移。这个电极被焊在灯泡圆顶里弯曲的灯丝的上空。

　　可以肯定，爱迪生曾对根据这一草图制造的灯泡进行了一系列的试验。爱迪生所签署的、1883年3月8日所进行多次试验的灯泡草图被保存了下来。草图上写的应是制造这些灯泡的那些助手（约翰·弗·奥特和马尔京·恩·福尔斯）的姓名的缩写字母。草图上是一个这样的灯泡，它的附加电极，是一个安装在灯丝两个支路间的平面上呈椭圆形的极板。1883年3月10日随之又有了新的定做单：用各种导电材料（炭、铝、锌、锡、铅、镁、铂、铜、银、磷青铜、巴氏合金、镍、金）制造引入灯泡里供试验用的极板。在定做单原本上面的一些十字记号证明，都已完成了。

　　三

　　那些有机会能接触爱迪生实验室文献的人，还没有确定爱迪生第一次发现电流经过真空由灯丝给附加电极的确切日期。但可以认定，此事发生在1883年上半年。灯泡变黑没有因为有了附加电极而减轻，但在把附加电极接到直流电路的正极上的时候，发现了电流经过真空由灯丝传给附加电极的现象。乌·怀特在上述的论文中援引了未发表的涉及到后期试验的爱迪生的记录。

　　“供演示直流电穿过高度真空空间的传导性能的仪器”。这是我的新发现。仪器是由通常的白炽灯组成，而这只灯在其真空空间有一根不与灯丝接触的铂丝穿过了灯泡的玻璃。在这根铂丝的一端焊有一根铜线，而这根铜线正好是为了从外面与电源连接在一起而焊到灯丝的两个支路上的那一根。如果把这根电线接到电流计的一个端子上，而把另一个端子与正极支路联连起来，当灯泡灯丝的发光度没有达到相应于10支烛光的强度前电流计指针就不会偏转，而在达到13支烛光时就会出现轻微的和缓慢的偏转，而如果热度继续提高，指针的偏转就会增长得非常快。在使用25支烛光的条件下就有很大的电流流经电流计，这种电流足以供给200英里长的电报线路的用电（在把灯泡里的空气抽到一个大气压的百万分之一的条件下），在这种情况下电流在真空中应当能通过至少有半英寸的断线处。

　　电流在某些条件下，能在真空空中通过电路中的断线处的事实本身，对于所有的人来说是出乎意外的和无法解释的。所以，在真空空间中，电流是能够从带有负电的灯丝传给带有正电荷的附加电极，而灯丝和电极中间并没有直接接触。其实，爱迪生没有进行更多的试验，也未能科学地论证这一现象。诚然，许多年以后，即在1922年，爱迪生曾叙述了他是怎样想像效应实质的：我的理论是，当残余气体与灯丝发生接触后，残余的气体和部分灯丝本身都带了电，为玻璃所吸引并放出电来。因为极性仍不变，所以我就认为，由此就应得到直流电，然后再把附加电极引入里面来放大电流，这种作法正是在我用一块贴在灯泡外壁的锡箔进行第一次试验时所采用的。

　　这就使电流计产生相当大的误差。指针甚至跑到刻度外了。当极板和金属线被引入灯泡内，作用就剧烈增长，所以在费拉德尔菲亚博览会上我就把非常好使的电报发声器接到电路上。当时我为推广使用我的电照明系统做了过多的工作，所以我也没有时间来继续进行我的试验。1883年以后，爱迪生没有再继续进行这方面的试验，而着手研究怎样把这种现象加以实际应用。爱迪生在试验过程中，发现装有附加电极的灯泡有一个非常重要的特性：在灯丝用来工作的电压发生变化的条件下，电流计电路中的电流强度就发生很大的波动，即用现代术语来说，电子发射在明显地发生变化。爱迪生已打算把这种仪器，当作高灵敏度的电压变化指示器来用。1883年11月15日，爱迪生递交了登记“电气指示器”专利申请。1884年10月21日给他颁发了专利特许证，号码是第307031号（见插图）。这个仪器的用途，是调整发电机的转速。这个仪器没有得到推广，但也并没有被人们彻底忘掉：在第一次世界大战期间，爱迪生所提出的原理被用来调整飞机上无线电设备中的发电机电压。

　　四

　　在爱迪生获得第307031号专利特许证前不久，世界电工技术博览会（1884年9月2日）在费拉德尔菲亚开幕了。爱迪生在这次博览会上不仅展览了电气指示器，并且演示了它的作用。爱迪生也演示了有附加电极的灯泡。他把非常好使的电报发声器接入电流计电路。所有这一切都证明，虽然爱迪生没有继续研究他所发现的效应，但他还是使它具有了非常重要的作用。英国邮电部总工程师威廉·普里斯参观了博览会后，对电气指示器给予极大的注意。根据他的请求，爱迪生实验室制造了几个这样的灯泡，用它们在伦敦进行一些试验。1885年初，在皇家学会会议上报告了这些试验的结果，并进行了登记。普里斯对爱迪生的“这种现象不仅从科学的观点来看令人感兴趣，而且从实践的观点来看也令人感兴趣”的设想深表怀疑。

　　稍微早一些时候，即1884年10月，埃德文·胡斯顿教授在美国电气工程师学会上作了关于爱迪生效应的报告，报告随即就发表了。这是世界技术书籍中第一篇论述爱迪生效应的论文，换言之，是整个电子学方面的第一篇论文。胡斯顿所持的观点与普里斯不同，并从这一现象中看到了新思想的起源。在1885年至1903年期间，对爱迪生效应的研究暂时处于沉寂状态。爱迪生本人由于忙于研究其他问题而对热电子发射的研究兴趣显著减低了。只有约翰·阿布罗乌兹·弗莱明在这时对爱迪生效应进行了试验，试验结果发表于1896年。在这个时期，发现了电子的存在，1891年使用了“电子”这个术语。当时已经弄明白，爱迪生效应不是别的，而是一种从炽热灯丝上发射出电子的现象。1903年奥·理查森发表了自己对电流通过真空的研究结果。这一研究有助于扩大爱迪生效应方面的知识，并引起了各国科学家的很大兴趣。它成了弗莱明以后在气体放电的物理学和技术方面进行研究的出发点。

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