葉影

“星星點燈照亮我的家門，讓迷失的孩子找到來時的路......”《星星點燈》憑勵志的歌詞和朗朗上口的旋律深受大家喜愛，曾一度風(fēng)靡大江南北。而在2018年浙江省趣味親子科學(xué)實驗賽的舞臺上，也有一個“‘芯芯點燈”節(jié)目，這個“芯芯”其實是鉛筆芯。表演者配合默契、創(chuàng)意趣味無限?？吹竭@里，你或許會問：一根普通的鉛筆芯究竟怎么點燈？那就讓我們一起隨著這個實驗的設(shè)計表演者鄭皓越、鄭斌斌兩父子來一探究竟吧。

實驗的開場十分有趣：晚飯后，爸爸坐在椅子上愜意地看著報紙，兒子則坐在書桌前認(rèn)真學(xué)習(xí)。突然停電了，家中一片漆黑。

停電怎么辦？許多人第一反應(yīng)就是找蠟燭或者翻出手電來應(yīng)急，這對父子卻不急不慢地做起了實驗，還給實驗起了個好聽的名字：《會發(fā)光的鉛筆芯》。感興趣的朋友們可以跟著實驗步驟一起試試，實驗的取材都十分常見。

實驗器材：

一號電池8節(jié)，錫紙兩條，鉛筆芯數(shù)根，卷紙筒一個，玻璃廣口瓶一只，回形針數(shù)只，膠帶一卷，礦泉水瓶一個，剪刀一把。

實驗步驟：

1、將8節(jié)一號電池以串聯(lián)的方式放進(jìn)卷紙筒。

2、將錫紙與回形針連接在一起。

3、用膠布將回形針固定在礦泉水瓶瓶口的兩端。注意兩個回形針的高度要保持一致。

4、將鉛筆芯放在兩個回形針上，把廣口瓶蓋在礦泉水瓶上，做出一個小燈罩。

至此，基本架構(gòu)搭建完畢，可以展示實驗結(jié)果了。若將錫紙按在電池的兩端，就可以觀察到鉛筆芯冒煙發(fā)光的現(xiàn)象。若將鉛筆芯換成銅線，則觀察不到發(fā)光現(xiàn)象。

實驗原理：

鉛筆芯發(fā)光與電燈泡發(fā)光的原理是類似的。當(dāng)年，愛迪生在研究電燈的過程中曾試過1600多種材質(zhì)，以后才演變成鎢絲。鉛筆芯的主要成分是石墨，具有導(dǎo)電性。當(dāng)我們把電池和錫紙（錫紙充當(dāng)了導(dǎo)線）連接上鉛筆芯時，就構(gòu)成了一個完整的電路。石墨在導(dǎo)電的同時電阻很大，當(dāng)強(qiáng)大的電流通過鉛筆芯時，鉛筆芯溫度急速升高，并且可以發(fā)熱發(fā)光。

而銅線的導(dǎo)電性雖然非常好，但電阻率卻很小，所以只會輕微發(fā)熱，不會發(fā)光，這也是我們把鉛筆芯換成銅線沒有觀察到任何現(xiàn)象的原因。

知識鏈接：

1、電燈泡小知識。電燈泡（或稱電球、鎢絲燈），其準(zhǔn)確的名稱應(yīng)為白熾燈。它的外圍由玻璃制造，把燈絲置于玻璃內(nèi)的真空中，或低壓的惰性氣體之下，作用是防止燈絲在高溫下氧化。其中，用電流把常以鎢制成的燈絲加熱到白熾狀態(tài)后用來發(fā)光的燈叫白熾燈，而燈泡內(nèi)填充了鹵素和惰性氣體的白熾燈稱為鹵素?zé)簟?/p>

2、電燈的發(fā)明權(quán)之爭。如果問起是誰發(fā)明了電燈，大多數(shù)人都會毫不猶豫地回答愛迪生。但實際上，電燈的發(fā)明并不是愛迪生一個人的功勞，世界上第一個電燈泡也不是愛迪生發(fā)明的。如果從發(fā)明電燈的時間來看，早在愛迪生之前，就已有人發(fā)明出了電燈，而且不止一個人。

電燈的發(fā)明史，最早可以追溯到1801年。當(dāng)時，英國一位名叫漢弗里·戴維的化學(xué)家在他的實驗室中用鉑絲通電發(fā)光，當(dāng)然，這還不是電燈泡。幾年后，漢弗里·戴維發(fā)明了電燈最早的雛形——“電燭”，是利用兩根通電碳棒之間發(fā)生的電弧來照明。1845年，俄國科學(xué)家鮑爾舍夫斯基發(fā)明了帶熒石的發(fā)光電燈。

1854年，美國一位名叫亨利·戈培爾的鐘表匠，將一根碳化的竹絲放在真空玻璃瓶中，通電后發(fā)光長達(dá)400個小時，世界上第一個真正的電燈泡也由此誕生了。不過，亨利·戈培爾卻沒有及時申請專利。1860年，英國化學(xué)家、物理學(xué)家約瑟夫·威爾森·斯旺也發(fā)明了一個碳絲電燈泡。由于當(dāng)時真空技術(shù)不發(fā)達(dá)，斯旺的這個電燈泡處于半真空狀態(tài)，使用壽命很短。此外，俄國政府聲稱：早在1873年時，亞·尼就用白熾燈做過彼得堡街道照明的試驗。

1874年，溫哥華的兩名電氣技師申請了一項專利，在玻璃泡內(nèi)充入氮氣，以通電的碳桿發(fā)光，但他們沒有足夠的財力繼續(xù)完善這項發(fā)明，于1875年將專利賣給了愛迪生。愛迪生從1875年起，才開始對電燈發(fā)起新的挑戰(zhàn)。愛迪生通過不懈努力，終于在試驗了1600多種材料之后，于1879年制造出了可以照明45個小時的碳絲燈泡。在愛迪生點亮電燈以前，即1878年12月18日，英國著名科學(xué)家斯旺在紐卡斯?fàn)柣瘜W(xué)協(xié)會上曾展示了碳絲燈泡，并在兩年后投產(chǎn)。

值得一提的是，斯旺和愛迪生發(fā)明電燈的時間相差無幾，他們曾為爭奪電燈的發(fā)明權(quán)而打官司，后來兩人庭外和解，并于1883年在英國成立了一家聯(lián)合公司——“愛迪萬”（EdiSwan）。再后來，斯旺把他的權(quán)益及專利全部賣給了愛迪生。

電燈是科學(xué)史上的一座界碑，是一代代科學(xué)家的探究和實驗累加造就的。愛迪生也是站在前輩的肩膀上，對現(xiàn)代電燈的核心要素加以改良，發(fā)明了發(fā)電機(jī)、絕緣電線等設(shè)備，進(jìn)而連接起實驗室和市場端，推動了電燈的量產(chǎn)，讓電燈走進(jìn)千家萬戶。因此，愛迪生才被公認(rèn)為是電燈的發(fā)明人。