化學儀器的發(fā)明故事

　　科學實驗裝置(儀器設備)是現(xiàn)代科學發(fā)展的一個重要工具，對促進科學發(fā)展和技術(shù)進步有著極其重要的作用。200多年前，一些發(fā)達國家的科技工作者就發(fā)明了具有實用價值的化學實驗儀器，這些儀器至今仍在實驗室和工業(yè)生產(chǎn)中被廣泛使用。這些經(jīng)典的化學實驗儀器，不僅為化學學科的發(fā)展做出了巨大的貢獻，也為其他學科，如物理學、化學、環(huán)境科學、生命科學、信息科學等的快速發(fā)展起到了積極的促進作用。同時，這些儀器的發(fā)明也造福于人類，為人類的生活帶來了方便和改善。

《發(fā)明傳奇：化學儀器的故事》選取了15種經(jīng)典的化學實驗儀器，重點介紹了它們的主要功能、儀器構(gòu)造、發(fā)明歷史、小傳及其他相關(guān)知識。這15種經(jīng)典的化學實驗儀器包括：杜瓦瓶、貝克曼溫度計、赫希漏斗、球形冷凝管等。提起保溫瓶、煤氣灶、體溫計等日常用品，大家都不會陌生。其實，這些用品的設計原理就源于早先化學實驗儀器的發(fā)明。我們現(xiàn)在使用的保溫瓶、熱水瓶等，其設計制作原理就來源于杜瓦瓶的發(fā)明。杜瓦瓶是由蘇格蘭物理學家和化學家詹姆斯·杜瓦爵士發(fā)明的。1892年，杜瓦吩咐玻璃工伯格用玻璃吹制一個特殊的玻璃瓶，伯格改進后用鎳制造外殼，防止玻璃瓶膽破碎。在今天的英國倫敦研究所內(nèi)，還保存著早期的杜瓦真空瓶。

　　而我們現(xiàn)在使用的煤氣灶，其設計原理則得益于本生燈的發(fā)明。本生燈過去是實驗室中常用的中高溫加熱工具，因燃燒時產(chǎn)生的溫度高，故燈具的材質(zhì)必須是能耐熱的金屬，又因燃燒的燃料為煤氣，故應特別注意管線的安全?，F(xiàn)代實驗室中，為了使用更為安全和方便，本生燈已被改造成酒精噴燈，使用的燃料為酒精。1852年，德國海德堡大學向本生燈的羅伯特·威廉·本生發(fā)出了一封聘請信，聘請他為該?；瘜W教授，本生欣然接受。他進入實驗室后，發(fā)現(xiàn)實驗室現(xiàn)有的加熱設備滿足不了實驗要求。在當時，酒精燈是主要的加熱工具，可酒精燈的溫度不夠高，達不到一些高溫實驗的要求。那個時候，德國一些城市開始使用煤氣路燈。本生從中受到啟發(fā)，設計了利用煤氣加熱的裝置。但是最初設計的煤氣加熱裝置產(chǎn)生的黑煙大、效率低，讓本生陷入了困境。就在此時，本生的一個學生從英國帶回了邁克爾·法拉第發(fā)明的新燈具。這種燈具呈圓錐形，能上下移動，頂部有金屬網(wǎng)。本生試用后發(fā)現(xiàn)，這種燈加熱的溫度還是不夠高。經(jīng)過反復思考，本生發(fā)現(xiàn)了問題所在：這種燈和酒精燈一樣都是靠外部供給空氣燃燒，由于煤氣與空氣混合不充分，燃燒不完全，導致溫度上不去，產(chǎn)生的黑煙大，要想火焰溫度高、沒有黑煙，就必須確保在煤氣燈點燃之前煤氣與空氣充分混合。事實證明，本生的這一想法是正確的。經(jīng)過反復改進，本生燈在1855 年誕生了。本生發(fā)明的加熱設備不僅給實驗室?guī)砹藙?chuàng)新，也為我們的生活帶來了方便。現(xiàn)在我們家家戶戶使用的燃氣灶就是根據(jù)本生燈的燃燒原理設計而成的。

　　杜瓦瓶、貝克曼溫度計、赫希漏斗......書中的經(jīng)典化學實驗儀器的發(fā)明故事圖文并茂，生動地再現(xiàn)了這些實驗儀器的發(fā)明過程。這些不僅可以啟發(fā)相關(guān)科技工作者對科學實驗裝置(儀器設備)的感悟，提升他們對新型科學實驗裝置(儀器設備)的發(fā)明創(chuàng)造力。而且更為重要的是，可以幫助青少年培養(yǎng)對科學實驗裝置(儀器設備)的興趣，傳播相關(guān)的科學知識，開闊其視野，賦予其想象力，并為我國科學實驗裝置(儀器設備)的自主創(chuàng)新發(fā)揮積極作用。