把火“關(guān)”進(jìn)籠子
——安全礦燈的發(fā)明 付良瑞

◆付良瑞 整理

第一次工業(yè)革命讓人類(lèi)進(jìn)入蒸汽時(shí)代，煤炭成為燃料的主要來(lái)源，促進(jìn)了煤炭工業(yè)的興起。但是，因?yàn)榧夹g(shù)和設(shè)備有限，礦井里經(jīng)常發(fā)生事故，其中最可怕的是煤氣爆炸。

當(dāng)時(shí)沒(méi)有電燈，礦工在挖煤時(shí)使用礦燈，這種燈的玻璃罩易爆裂，同時(shí)上方的出氣口極易竄出火苗。由于通風(fēng)不好，礦井中聚集了煤氣等危險(xiǎn)氣體，遇到明火后會(huì)引發(fā)爆炸。

1814 年，英國(guó)多家煤礦相繼發(fā)生煤氣爆炸事故，死傷數(shù)千人。煤礦生產(chǎn)安全問(wèn)題被提上政府工作議程，政府希望科學(xué)家盡快設(shè)計(jì)出適用于煤礦生產(chǎn)的安全燈。

英國(guó)化學(xué)家漢弗里·戴維知曉這一情況后，自告奮勇承擔(dān)這項(xiàng)工作。在研究燈火引起氣體爆炸的試驗(yàn)時(shí)，他從紗窗阻擋飛蟲(chóng)飛入房間的現(xiàn)象中受到啟發(fā)，用鐵絲網(wǎng)代替不易觀察試驗(yàn)情況的鐵板，用于阻擋飛濺的玻璃瓶渣。由于鐵絲網(wǎng)容易生銹，戴維又用銅絲網(wǎng)替代它。

在一次試驗(yàn)中，戴維意外發(fā)現(xiàn)礦燈中的火苗總在銅絲網(wǎng)下燃燒，并不鉆出網(wǎng)眼。原來(lái)銅絲散熱性能好，火焰在與銅絲接觸的過(guò)程中，會(huì)沿著銅絲網(wǎng)向四周快速散發(fā)一部分熱量，這樣火就被“關(guān)”起來(lái)了。這一發(fā)現(xiàn)令戴維有了新的研究方向：用細(xì)密的銅絲網(wǎng)做燈罩，既不會(huì)阻礙氧氣進(jìn)入，又有利于二氧化碳排出，更重要的是，火焰不會(huì)從網(wǎng)眼中竄出來(lái)。盡管這種做法非常安全，但是由于銅絲網(wǎng)的遮擋，礦燈亮度有限，而且很容易被風(fēng)吹滅，于是戴維反復(fù)改進(jìn)和試驗(yàn)。

戴維發(fā)現(xiàn)礦燈的上方溫度最高，于是在保持礦燈四周依然為玻璃罩的基礎(chǔ)上，只在礦燈上方安裝銅絲網(wǎng)罩。這不僅能保證安全，還可以解決亮度和易滅的問(wèn)題。1815 年12 月，第一盞安全礦燈問(wèn)世！

戴維的發(fā)明拯救了無(wú)數(shù)礦工的生命。雖然如今礦工使用的是電燈，但是我們將永遠(yuǎn)銘記這位用科學(xué)發(fā)明造福人類(lèi)的英雄——漢弗里·戴維。