Hiệu ứng Edison

47

Hiệu ứng Edison

Hơn một nghìn thiết bị kỹ thuật khác nhau đã được cấp bằng sáng chế trong suốt cuộc đời của ông bởi Thomas Alva Edison (1847-1931), một nhà phát minh nhanh nhạy và một doanh nhân xảo quyệt, một công nhân không mệt mỏi và một tay cờ bạc, người vẫn giữ những thói quen tinh nghịch của Tom Sawyer của Markt cho đến khi rất già. Edison đã có đóng góp to lớn cho sự phát triển của công nghệ điện thoại và kỹ thuật chiếu sáng; ông đã phát minh ra thiết bị ghi âm đầu tiên - máy quay đĩa, một loại pin mới, cầu chì, phanh điện từ, v.v.

Nhà phát minh và khám phá vật lý nổi tiếng có một, nhưng rất quan trọng, là một trong những công lao của ông. Đây là sự phát hiện ra hiện tượng phát xạ nhiệt, sau này được gọi là “hiệu ứng Edison”. Ông quan sát thấy hiệu ứng này lần đầu tiên vào năm 1883, nhưng chỉ xuất bản một thông điệp vào năm sau, 1884.

Giống như nhiều khám phá khoa học khác, sự phát xạ nhiệt đã được phát hiện theo hiểu biết tốt nhất của chúng ta. Vào cuối năm 1879, Edison chủ yếu nghiên cứu việc tạo ra một ống xếp chồng điện tử và hiện đang nỗ lực nghiên cứu vấn đề kéo dài tuổi thọ sử dụng của nó. Chiếc đèn này về cơ bản không khác nhiều so với đèn hiện đại - chỉ sử dụng một sợi làm bằng sợi tre cháy cùng với vòng xoắn ốc vonfram. Những chiếc đèn đầu tiên như vậy có thể cháy liên tục trong khoảng 40 giờ—một “độ bền” khiến Edison và các trợ lý của ông ban đầu rất hài lòng. Tuy nhiên, người ta nhanh chóng nhận ra rằng “đèn hai ngày” không phù hợp để sử dụng đại trà.

Trong khi tìm kiếm nguyên nhân khiến dây tóc carbon nhanh chóng cháy, Edison nhận thấy bề mặt bên trong của bóng đèn được bao phủ bởi một lớp phủ các hạt carbon sẫm màu, dường như bay ra khỏi dây tóc nóng. Với hy vọng bằng cách nào đó có thể ngăn chặn hiện tượng không mong muốn này, Edison đã đặt thêm một điện cực vào đèn gần dây tóc, điện thế của nó có thể thay đổi được. Đồng thời, ông rất ngạc nhiên khi phát hiện ra rằng khi điện thế của điện cực này cao hơn điện thế của sợi dây (dương so với điện thế của sợi dây) thì giữa nó và sợi dây có một khe chân không! - dòng điện chạy qua. Bất chấp tất cả những khám phá kỹ thuật của mình, Edison không thể rút ra được bất kỳ hữu ích thiết thực nào từ khám phá của mình và nó đã phải bị phong tỏa.

Hiệu ứng Edison chỉ có thể được giải thích sau khi phát hiện ra điện cực (1897). Lời giải thích được đưa ra bởi nhà vật lý người Anh J. A. Fleming (1849-1945), người làm việc cho Edison vào năm 1882-85, và chính ông đã nói với ông về hiệu ứng được phát hiện. Fleming nhận ra rằng dòng điện tử trong trụ đèn được tạo ra bởi các electron phát ra từ dây tóc nóng và được tích điện dương bởi một điện cực bổ sung.

Tiếp tục suy ngẫm về hiện tượng phát nhiệt, năm 1904 Fleming đã được cấp bằng sáng chế cho ống vô tuyến kỹ thuật đầu tiên trong lịch sử. Đó là một didok chân không, hoàn toàn dựa trên sự dẫn truyền một chiều, gắn liền với hiệu ứng Edison và cho phép hấp thụ dòng điện xoay chiều. Fleming quan niệm chiếc đèn của mình như một máy dò sóng vô tuyến.

Năm 1906, kỹ sư người Mỹ L. de Forest (1873-1961) đã phát minh ra đèn ba điện cực - triode, trong lịch sử là thiết bị khuếch đại điện tử đầu tiên. Việc phát hiện ra phương pháp nghe tín hiệu điện tử yếu hiệu quả đã đánh dấu sự ra đời của một lĩnh vực công nghệ và khoa học - điện tử mới. Trước sự ra đời của bóng bán dẫn (thập niên 50 của thế kỷ 20), ống vô tuyến đã thống trị, hoạt động của nó dựa trên hiệu ứng Edison, một hiệu ứng mà nhà phát minh nổi tiếng một thời không coi trọng.

Hiện nay, sự phát xạ nhiệt được sử dụng trong hàng trăm triệu nguồn sáng, chủ yếu là đèn huỳnh quang.

B. E. Yavelov