愛迪生(35)_學達書庫

三五

　　但可以推知，這時愛迪生有著大量的刻不容緩的工作要做，所以他就不能對被稱之為「愛迪生效應」的研究予以必要的注意。當時要籌備參加預定1881年夏季開幕的巴黎電氣博覽會，應當安排好燈泡的大批生產。需要把珍珠街總電站建造成，並為總電站製造機器和其他的電氣設備。此外，愛迪生在1880年還在深入研究礦石磁選法。他在門羅園鋪設第一條試驗性客運電氣化鐵路，在紐約建立一些生產電氣產品的工廠。愛迪生在這些年提出了大量要求頒發專利特許證的申請書。愛迪生單是在1882年一年就在美國獲得了141份專利特許證，也就是說大約每兩天半就獲得一份專利特許證！

　　因此，1879年至1882年，是愛迪生工作特別積極的時期。有些研究工作不得不暫時拖下來。與愛迪生效應有關的一些試驗就被放到了次要地位。不久，他就轉而研究白熾燈變黑的問題。美國電子學專家烏·懷特由於獲得能參閱愛迪生實驗室技術檔案的某些材料的機會，於1943年發表了有關愛迪生效應發現的技術史略。他所利用的材料和文獻表明，愛迪生在1882年年中，才得以重新回到這一研究工作上來。1882年6月5日，愛迪生恢復按照他繪製的草圖制出的燈泡的試驗，這些草圖是他為研究燈泡變黑現象的特點而繪製的。這種燈應有一個附加電極，該電極的安裝要能阻止帶電粒子的轉移。這個電極被焊在燈泡圓頂裡彎曲的燈絲的上空。

　　可以肯定，愛迪生曾對根據這一草圖製造的燈泡進行了一系列的試驗。愛迪生所簽署的、1883年3月8日所進行多次試驗的燈泡草圖被保存了下來。草圖上寫的應是製造這些燈泡的那些助手（約翰·弗·奧特和馬爾京·恩·福爾斯）的姓名的縮寫字母。草圖上是一個這樣的燈泡，它的附加電極，是一個安裝在燈絲兩個支路間的平面上呈橢圓形的極板。1883年3月10日隨之又有了新的定做單：用各種導電材料（炭、鋁、鋅、錫、鉛、鎂、鉑、銅、銀、磷青銅、巴氏合金、鎳、金）製造引入燈泡裡供試驗用的極板。在定做單原本上面的一些十字記號證明，都已完成了。

　　三

　　那些有機會能接觸愛迪生實驗室文獻的人，還沒有確定愛迪生第一次發現電流經過真空由燈絲給附加電極的確切日期。但可以認定，此事發生在1883年上半年。燈泡變黑沒有因為有了附加電極而減輕，但在把附加電極接到直流電路的正極上的時候，發現了電流經過真空由燈絲傳給附加電極的現象。烏·懷特在上述的論文中援引了未發表的涉及到後期試驗的愛迪生的記錄。

　　「供演示直流電穿過高度真空空間的傳導性能的儀器」。這是我的新發現。儀器是由通常的白熾燈組成，而這只燈在其真空空間有一根不與燈絲接觸的鉑絲穿過了燈泡的玻璃。在這根鉑絲的一端焊有一根銅線，而這根銅線正好是為了從外面與電源連接在一起而焊到燈絲的兩個支路上的那一根。如果把這根電線接到電流計的一個端子上，而把另一個端子與正極支路聯連起來，當燈泡燈絲的發光度沒有達到相應于10支燭光的強度前電流計指針就不會偏轉，而在達到13支燭光時就會出現輕微的和緩慢的偏轉，而如果熱度繼續提高，指針的偏轉就會增長得非常快。在使用25支燭光的條件下就有很大的電流流經電流計，這種電流足以供給200英里長的電報線路的用電（在把燈泡裡的空氣抽到一個大氣壓的百萬分之一的條件下），在這種情況下電流在真空中應當能通過至少有半英寸的斷線處。

　　電流在某些條件下，能在真空空中通過電路中的斷線處的事實本身，對於所有的人來說是出乎意外的和無法解釋的。所以，在真空空間中，電流是能夠從帶有負電的燈絲傳給帶有正電荷的附加電極，而燈絲和電極中間並沒有直接接觸。其實，愛迪生沒有進行更多的試驗，也未能科學地論證這一現象。誠然，許多年以後，即在1922年，愛迪生曾敘述了他是怎樣想像效應實質的：我的理論是，當殘餘氣體與燈絲發生接觸後，殘餘的氣體和部分燈絲本身都帶了電，為玻璃所吸引並放出電來。因為極性仍不變，所以我就認為，由此就應得到直流電，然後再把附加電極引入裡面來放大電流，這種作法正是在我用一塊貼在燈泡外壁的錫箔進行第一次試驗時所採用的。

　　這就使電流計產生相當大的誤差。指針甚至跑到刻度外了。當極板和金屬線被引入燈泡內，作用就劇烈增長，所以在費拉德爾菲亞博覽會上我就把非常好使的電報發聲器接到電路上。當時我為推廣使用我的電照明系統做了過多的工作，所以我也沒有時間來繼續進行我的試驗。1883年以後，愛迪生沒有再繼續進行這方面的試驗，而著手研究怎樣把這種現象加以實際應用。愛迪生在試驗過程中，發現裝有附加電極的燈泡有一個非常重要的特性：在燈絲用來工作的電壓發生變化的條件下，電流計電路中的電流強度就發生很大的波動，即用現代術語來說，電子發射在明顯地發生變化。愛迪生已打算把這種儀器，當作高靈敏度的電壓變化指示器來用。1883年11月15日，愛迪生遞交了登記「電氣指示器」專利申請。1884年10月21日給他頒發了專利特許證，號碼是第307031號（見插圖）。這個儀器的用途，是調整發電機的轉速。這個儀器沒有得到推廣，但也並沒有被人們徹底忘掉：在第一次世界大戰期間，愛迪生所提出的原理被用來調整飛機上無線電設備中的發電機電壓。

　　四

　　在愛迪生獲得第307031號專利特許證前不久，世界電工技術博覽會（1884年9月2日）在費拉德爾菲亞開幕了。愛迪生在這次博覽會上不僅展覽了電氣指示器，並且演示了它的作用。愛迪生也演示了有附加電極的燈泡。他把非常好使的電報發聲器接入電流計電路。所有這一切都證明，雖然愛迪生沒有繼續研究他所發現的效應，但他還是使它具有了非常重要的作用。英國郵電部總工程師威廉·普裡斯參觀了博覽會後，對電氣指示器給予極大的注意。根據他的請求，愛迪生實驗室製造了幾個這樣的燈泡，用它們在倫敦進行一些試驗。1885年初，在皇家學會會議上報告了這些試驗的結果，並進行了登記。普裡斯對愛迪生的「這種現象不僅從科學的觀點來看令人感興趣，而且從實踐的觀點來看也令人感興趣」的設想深表懷疑。

　　稍微早一些時候，即1884年10月，埃德文·胡斯頓教授在美國電氣工程師學會上作了關於愛迪生效應的報告，報告隨即就發表了。這是世界技術書籍中第一篇論述愛迪生效應的論文，換言之，是整個電子學方面的第一篇論文。胡斯頓所持的觀點與普裡斯不同，並從這一現象中看到了新思想的起源。在1885年至1903年期間，對愛迪生效應的研究暫時處於沉寂狀態。愛迪生本人由於忙於研究其他問題而對熱電子發射的研究興趣顯著減低了。只有約翰·阿布羅烏茲·弗萊明在這時對愛迪生效應進行了試驗，試驗結果發表於1896年。在這個時期，發現了電子的存在，1891年使用了「電子」這個術語。當時已經弄明白，愛迪生效應不是別的，而是一種從熾熱燈絲上發射出電子的現象。1903年奧·理查森發表了自己對電流通過真空的研究結果。這一研究有助於擴大愛迪生效應方面的知識，並引起了各國科學家的很大興趣。它成了弗萊明以後在氣體放電的物理學和技術方面進行研究的出發點。

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