“芯芯”点灯

叶影

“星星点灯照亮我的家门，让迷失的孩子找到来时的路......”《星星点灯》凭励志的歌词和朗朗上口的旋律深受大家喜爱，曾一度风靡大江南北。而在2018年浙江省趣味亲子科学实验赛的舞台上，也有一个“‘芯芯点灯”节目，这个“芯芯”其实是铅笔芯。表演者配合默契、创意趣味无限。看到这里，你或许会问：一根普通的铅笔芯究竟怎么点灯？那就让我们一起随着这个实验的设计表演者郑皓越、郑斌斌两父子来一探究竟吧。

实验的开场十分有趣：晚饭后，爸爸坐在椅子上惬意地看着报纸，儿子则坐在书桌前认真学习。突然停电了，家中一片漆黑。

停电怎么办？许多人第一反应就是找蜡烛或者翻出手电来应急，这对父子却不急不慢地做起了实验，还给实验起了个好听的名字：《会发光的铅笔芯》。感兴趣的朋友们可以跟着实验步骤一起试试，实验的取材都十分常见。

实验器材：

一号电池8节，锡纸两条，铅笔芯数根，卷纸筒一个，玻璃广口瓶一只，回形针数只，胶带一卷，矿泉水瓶一个，剪刀一把。

实验步骤：

1、将8节一号电池以串联的方式放进卷纸筒。

2、将锡纸与回形针连接在一起。

3、用胶布将回形针固定在矿泉水瓶瓶口的两端。注意两个回形针的高度要保持一致。

4、将铅笔芯放在两个回形针上，把广口瓶盖在矿泉水瓶上，做出一个小灯罩。

至此，基本架构搭建完毕，可以展示实验结果了。若将锡纸按在电池的两端，就可以观察到铅笔芯冒烟发光的现象。若将铅笔芯换成铜线，则观察不到发光现象。

实验原理：

铅笔芯发光与电灯泡发光的原理是类似的。当年，爱迪生在研究电灯的过程中曾试过1600多种材质，以后才演变成钨丝。铅笔芯的主要成分是石墨，具有导电性。当我们把电池和锡纸（锡纸充当了导线）连接上铅笔芯时，就构成了一个完整的电路。石墨在导电的同时电阻很大，当强大的电流通过铅笔芯时，铅笔芯温度急速升高，并且可以发热发光。

而銅线的导电性虽然非常好，但电阻率却很小，所以只会轻微发热，不会发光，这也是我们把铅笔芯换成铜线没有观察到任何现象的原因。

知识链接：

1、电灯泡小知识。电灯泡（或称电球、钨丝灯），其准确的名称应为白炽灯。它的外围由玻璃制造，把灯丝置于玻璃内的真空中，或低压的惰性气体之下，作用是防止灯丝在高温下氧化。其中，用电流把常以钨制成的灯丝加热到白炽状态后用来发光的灯叫白炽灯，而灯泡内填充了卤素和惰性气体的白炽灯称为卤素灯。

2、电灯的发明权之争。如果问起是谁发明了电灯，大多数人都会毫不犹豫地回答爱迪生。但实际上，电灯的发明并不是爱迪生一个人的功劳，世界上第一个电灯泡也不是爱迪生发明的。如果从发明电灯的时间来看，早在爱迪生之前，就已有人发明出了电灯，而且不止一个人。

电灯的发明史，最早可以追溯到1801年。当时，英国一位名叫汉弗里·戴维的化学家在他的实验室中用铂丝通电发光，当然，这还不是电灯泡。几年后，汉弗里·戴维发明了电灯最早的雏形——“电烛”，是利用两根通电碳棒之间发生的电弧来照明。1845年，俄国科学家鲍尔舍夫斯基发明了带荧石的发光电灯。

1854年，美国一位名叫亨利·戈培尔的钟表匠，将一根碳化的竹丝放在真空玻璃瓶中，通电后发光长达400个小时，世界上第一个真正的电灯泡也由此诞生了。不过，亨利·戈培尔却没有及时申请专利。1860年，英国化学家、物理学家约瑟夫·威尔森·斯旺也发明了一个碳丝电灯泡。由于当时真空技术不发达，斯旺的这个电灯泡处于半真空状态，使用寿命很短。此外，俄国政府声称：早在1873年时，亚·尼就用白炽灯做过彼得堡街道照明的试验。

1874年，温哥华的两名电气技师申请了一项专利，在玻璃泡内充入氮气，以通电的碳杆发光，但他们没有足够的财力继续完善这项发明，于1875年将专利卖给了爱迪生。爱迪生从1875年起，才开始对电灯发起新的挑战。爱迪生通过不懈努力，终于在试验了1600多种材料之后，于1879年制造出了可以照明45个小时的碳丝灯泡。在爱迪生点亮电灯以前，即1878年12月18日，英国著名科学家斯旺在纽卡斯尔化学协会上曾展示了碳丝灯泡，并在两年后投产。

值得一提的是，斯旺和爱迪生发明电灯的时间相差无几，他们曾为争夺电灯的发明权而打官司，后来两人庭外和解，并于1883年在英国成立了一家联合公司——“爱迪万”（EdiSwan）。再后来，斯旺把他的权益及专利全部卖给了爱迪生。

电灯是科学史上的一座界碑，是一代代科学家的探究和实验累加造就的。爱迪生也是站在前辈的肩膀上，对现代电灯的核心要素加以改良，发明了发电机、绝缘电线等设备，进而连接起实验室和市场端，推动了电灯的量产，让电灯走进千家万户。因此，爱迪生才被公认为是电灯的发明人。