弗莱明生平简介:电子二极管的发明者

弗莱明生平简介:电子二极管的发明者插图

弗莱明生平简介

时光倒退几十年,人们使用的大都是电子管收音机。打开电源开关,要等1分多钟,收音机才会慢慢地响起来。这种收音机普遍使用五六个电子管,输出功率只有1瓦左右。但是,就是这种简陋的、功能有限的收音机,给当时的人们带来了无穷的欢乐。那么,电子管又是谁发明的呢?

说起发明者,我们首先得从“爱迪生效应”谈起。

1883年,美国著名科学家爱迪生在研究延长白炽灯的寿命时,做了一个实验。他在与碳丝绝缘的电极上焊了一小块金属片,发现金属片虽然没有与灯丝接触,但是在灯丝加热时,这块金属片上就会有电流流过。爱迪生并不重视这个现象,不久便放弃了这项实验,只是把它记录在案,申报了一个未找到任何用途的专利。这实际上是人类最早发现的热电子发射现象,后来称为“爱迪生效应”。

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在此之前,意大利的马可尼、俄国的波波夫各自独立地发明了无线电通信,轰动了整个世界。遗憾的是,这种通信的有效距离十分有限,主要原因是收报机中那个老式的金属屑检波器性能较差,检波速度慢,还要定期清洗玻璃管中凝聚的铁屑。检波器的作用是把高频电磁波所携带的信息,如电台的播音等,转换为人们能接受的形式。为了发明一种性能良好的新式检波器,包括马可尼在内的许多科学家曾做过许多次实验,但效果均不理想。这时,马可尼公司有一位工程师叫弗莱明,他灵机一动,心想利用“爱迪生效应”不正可以将交流电转化成直流电吗?于是,他用一个金属圆筒代替了爱迪生所用的金属丝,套在灯丝外面,和灯丝一起被封在玻璃泡里。这样,接收电子的面积大大增加了。经过实验,检波效果十分理想。

弗莱明发明的检波器彻底取代了旧式的检波器,具有划时代的意义。他在研究中发现,把灯泡中用金属片做的板极接电源正极,在电场作用下,灯丝发射出的电流就会趋向板极,从而使灯丝和板极之间的电路导通。如果板极与电源负极相连,灯丝发射的电子不能到达板极,灯丝与板极之间就没有电流。

由于金属筒接正电、灯丝接负电时才有电流通过,因此弗莱明将金属简称为“阳极”,将灯丝称为“阴极”。这种新诞生的器件,其作用相当于一个只允许电流单向流动的阀门,弗莱明就干脆把它叫作“热离子阀”。这种阀后人将其称为“真空二极管”。

所以,弗莱明在1904年研制出的在无线电报接收机中用作检波器的真空二极管,就是通常所说的电子管,标志着人类第一支电子管的诞生,世界从此进入了电子时代。它的诞生,离不开爱迪生和马可尼两位发明家的研究基础,也离不开弗莱明的综合应用和持之以恒的努力。

电子管的发明,给弗莱明带来的不仅是鲜花和掌声,还有金钱和荣耀。1904年,他因发明真空二极管获得专利,并因此于1929年获得爵士爵位。在很长一段时间内,电子管在人们生活中发挥着重要作用:电视机的显像管是一种电子管;家用微波炉中产生微波的主要器件是电子管;广播、电视、通信发射机里的大功率发射电子管……但随着电子技术的进步,电子管从兴旺走向衰败,令人大有“无可奈何花落去”之感,但电子管在人类科技发展史上所占有的地位是不容忽视的。展望未来,电子管在相当长的一段时间内还将继续发挥重要作用。

知识链接

弗莱明在变压器设计、白炽灯、光度学、电气测量、低温下材料性能的研究等方面均有贡献。弗莱明一生共发表论文100多篇。我们中学物理学中的右手定则和左手定则,也都是弗莱明提出的。弗莱明发明了真空电子二极管之后,美国人德福雷斯特在弗莱明的基础上发明了实用性更强的真空电子三极管。弗莱明的贡献是功不可没的。

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