18世紀初,英國的煤炭工業蓬勃發展,全國各地都在開發煤礦,但同時,煤礦經常發生爆炸事件,礦工生命沒有保障。1812年的秋天,位于英國蓋次黑德郡的費嶺煤礦發生了煤炸,死了92個礦工。可許多礦工迫于生計,仍冒著生命危險,從事這項工作。對礦工來說,每一次下井都可能是下地獄。
礦井為什么會爆炸呢?原來,在煤礦的礦井中,彌漫著一種叫做“甲烷”(又叫“瓦斯”)的氣體,一遇到火就發生爆炸。可在伸手不見五指的礦井里工作,不點燈照明,怎么挖煤呢?
1815年,英國科學家戴維發明了一種安全燈。這種燈在礦井里點燃不會引起瓦斯爆炸。它的誕生,避免了瓦斯爆炸,給礦工提供了最基本的保障。
戴維,1778年10月27日出生于英國西南部的一座小城。16歲那年,父親去世,家里的生活沒著落。在他母親的敦促下,戴維開始學醫和賣藥品。從配制各種藥品的過程中,戴維越來越覺得這里面有許多學問,如饑似渴地學習文化知識,決心要把失去的時間奪回來。
經過幾年的自學,戴維步入了科學殿堂,取得了一系列重大的科研成果:1799年,他發現了笑氣——氧化亞氮的麻醉作用;1807年,他用電解法從堿中獲得鉀、鈉等堿元素;1808年,他又先后獲得鋇、鎂、鉛、鋁等堿土金屬,并用強還原性的鉀配備了硼。1815年的一天,戴維聽說了礦井經常發生瓦斯爆炸的事,他想應該發明一種不會引發瓦斯爆炸的燈。
戴維先到礦井進行實地考察。他察看了礦井的形狀、大小、通氣情況等,向礦工們了解瓦斯爆炸的原因。十幾天的調查,使戴維確認了爆炸的原因。同時,礦工們介紹的瓦斯爆炸時的悲慘情景,以及他們的強烈愿望,堅定了戴維發明一種安全燈的決心。
怎樣才能使燈不會點燃瓦斯呢? 戴維首先想:把燈與周圍完全隔離開。這樣自然不會發生爆炸事故了,可燈也就點不著了,因為火焰燃燒需要氧氣。那么,必須設計一種空氣能進去的燈罩。
戴維又想到:銅、鐵等金屬的導熱性很好,它們能夠將熱很快地從一處傳到另一處。如果在燈火的外面罩一個金屬網,火焰燃燒的熱量不斷地被傳導、散發掉,罩子與外界接觸面的溫度就不會很高,低于瓦斯的著火點,瓦斯也就燒不著了。想到這里,戴維連忙找來一張鐵絲網,并用它制成一個圓筒形的燈罩。將燈罩罩在燈的外面,將少量瓦斯噴到燈罩面上,結果瓦斯沒有燃燒起來。接著,戴維又逐漸加大噴出的瓦斯的量,以至燈罩邊緣的瓦斯濃度超過礦井中瓦斯的最大濃度,瓦斯依然沒有被點著。
一種新型的礦井用燈誕生了!在它走出實驗室前,戴維決定親自帶著這種燈下礦井試驗。他的想法遭到好友華德生的反對。華德生說:“您是大科學家,是‘國寶’,不能這么干,太危險了。再說,我是醫生,處理應急能力比您強,還是讓我來吧!”就這樣,華德生舉著安全燈,健步走進礦井。礦井上圍觀的人們懷著忐忑不安的心情,等待著華德生。
20來分鐘后,華德生微笑著從礦井走出來。圍觀的礦工們熱烈歡呼:“戴維發明的燈真不簡單!”
安全燈的發明不僅拯救了無數礦工的生命,而且促進了英國煤礦工業的大發展。因此,有人把安全燈的發明和滑鐵盧戰役的取勝并列稱為“1815年英國的兩大勝利”。
為了紀念戴維的這一發明,礦工也把安全燈稱為“戴維燈”。