＜寫作＞愛迪生效應

愛迪生效應（Edison effect） 作者　麒麟尾虎斑貓

愛迪生效應接線圖

　關於這種現象正體中文的網路世界中沒有比較清楚的說明，或是有也缺乏相關說明圖片，在下以為這是一種缺憾，為此決定獻醜充當先驅，對此現象略作說明，作此拙文獻於網路，拋磚引玉以期先進先賢能不吝予以指教。

　愛迪生效應（Edison effect）是現代電子學的起點，但卻是無心插柳所出現的結果。它是美國發明家愛迪生（Thomas Alva Edison）於1883年研發電熱燈泡時無意間發現的現象。這件事情雖然是在1883年發現的，但是故事卻要從1877年說起。那時候愛迪生開始研製電 燈，研發電燈遇到的技術瓶頸就是燈泡壽命太短，燈泡壽命太短的關鍵又在燈絲的材料與製作技術上。

　把燈泡抽成真空，把燈絲送上電流發亮不是問題，但燈絲總是撐不久才讓人頭痛。為此，愛迪生和他的研發團隊試驗了6,000多種材料，直到有一天發現從他朋友送他的日本摺扇上面剝下來的竹纖維很耐用，可以撐到1,000多小時，才算製造出真正實用，得以商業化的電燈泡。

　就在這反覆試驗的過程中，有一項純科學的現象被發現了，那就是愛迪生效應。前面提過為了延長燈泡壽命，研發團隊無所不用其極；有一天，愛迪生突發奇想，他在 電燈泡裏頭加入一塊金屬板，他想試試看這樣做能不能阻止燈絲「蒸發」。這種方法毫無理論根據，純粹是一個黑手工程師、一個妙手巧匠的奇思怪想，也只有愛迪 生這個孵鴨蛋的怪人才會去做，如果讓受過高等專門教育的教授聽到，必定會嗤之以鼻或是掩袖而笑，但也就是這種可笑的奇行使得科學的腳步大幅地向前邁進了一 步。

　愛迪生裝進燈泡裡的金屬板並沒有阻止燈絲「蒸發」，也沒有讓電燈泡撐得更久或更亮，但是卻出現了一件稀奇的現 象，這種現象我們現在把它稱之為熱電子效應。他那天是這樣做實驗的：首先把一片金屬板裝入燈泡，然後在金屬板與與電壓源的正極之間接上電流計，結果當燈泡 送上電源開始發亮時，電流計也跟著微微動了起來，這表示金屬板與電壓源之間有微弱的電流通過，但是金屬板與燈絲之間根本不相連接，難道電子會在燈泡中的真 空飛渡而過？這真是一種稀奇的現象！

　真是不可思議！愛迪生是這樣想的。雖然改善電燈泡的實驗失敗了，但敏感的他認為 這種現象可能有商業上的價值，例如或許可用以製造電流計、電壓計等當時已知的電學器材，於是他在1884年申請了專利並命名為「愛迪生效應」。不過因為改 良電燈，以及隨之而來必須建立電力供應系統的工作繁忙，加上他欠缺更充足的知識背景，所以熱電子效應在愛迪生手中也僅止於此而已。

　被愛迪生本人忽略的愛迪生效應卻驚動了大洋彼岸的一位青年。1885年英國電氣工程師佛萊明堅持認為，必定可以為愛迪生效應找到實際用途。他重做了愛迪生的 實驗，同樣是把一塊金屬板裝入燈泡，同樣是在金屬板與電壓源正極之間接上電流計，同樣測量到有微弱的電流通過。然後他又換了花樣，把電壓源增強，結果發現 測到的電流也變大了，顯示兩者之間有正向關係；接著他又把電流計換到電壓源的另一頭，也就是和正極相反的負極，結果毫無反應。

　經過反復試驗，他終於發現，如果在真空燈泡裡裝上碳絲和銅板，分別充當陰極和屏極，則燈泡裏的電子就能實現單向流動。佛萊明後來更進一步改良，把銅板改成圓 筒型完全包覆燈絲，但兩者不相接觸，這樣做讓電子發射效率更高。經過不斷實驗，弗萊明終於在1904年研製出一種能夠充當交流電整流和無線電檢波的特殊燈 泡——「熱離子管（thermionic valve）」，就是後來人們所說的真空二極體，或者叫做電子真空管。

　有了電子真空管，後來的人才能以此為基礎，發展電子工業。尤其是無線電、收音機、雷達、電視機等。

　不過真空管很耗電，以用真空管製作的收音機為例，體積很龐大運作時又很熱，必須再裝一台風扇散熱，所以後來當半導體製造技術發達後，電子真空管就走入了歷史，改以半導體製造的二極體、電晶體取代之，各種電子產品也越做越輕巧，越來越能走入人們的生活。

　但愛迪生效應仍舊是電子工業的起點，也是愛迪生在學術上唯一留下的痕跡，自有其歷史價值與意義。這個偶然爆出的火花改變了世界的面貌，凡我電學領域學習者不可不知。謹以此文向此領域的先聖先賢致敬，期盼後人能把這個感人的故事繼續流傳下去。以上。