【当年今周】香港中学生科学堂集体回忆 “本生灯”的前世今生

撰文: 欧敬洛
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“本生灯”算得上是香港中学生的科学堂集体回忆,也许你还记得,老师短暂示范后,刚刚升上中学的你,以一双稍微颤抖的手,拿着点火枪燃点本生灯。轻轻噗的一声,成功点燃了,那一点点火光,燃亮着万千莘莘学子探索科学领域的道路。
你可曾觉得,这个实验室小工具的名字怪怪的,而本生又是谁?适逢3月30日是本生灯发明者,罗伯特•本生(Robert Bunsen)206岁冥寿,让我们来看看本生灯的前世今生,为何它多年来地位稳固,在实验室的地位屹立不倒。

本生灯是今日所有化学实验室的标准工具,亦是香港中学生上科学堂时的集体回忆。(网络图片)

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还记得周星驰《逃学威龙》电影第一集中,有“家居小博士”称号的已故著名主持人曾近荣饰演化学老师,上化学堂实验的一幕吗?曾Sir在打开煤气准备使用本生灯时闹出连串笑话,最后更因倒转周星星和黄小龟的名字,迟迟没点火导致课室聚积煤气发生爆炸──在现实世界中,这样荒谬的情节当然不会容许发生,然而话说回来,本生灯其实是甚么东西?

本生灯以煤气点燃,是十分常见的实验室加热工具,特色是简单易用、相对安全、燃烧温度高,几乎大部需要加热的实验都可用本生灯完成。实验室以外,今天家庭使用的一般煤气炉,设计原理同样源自本生灯。

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(影片截图)

▲▼电影《逃学威龙》第一集围绕本生灯发生连串笑话,非常搞笑,亦不禁令观众回想起科学堂的有趣回忆。

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  本生灯是这样发明的......

本生灯面世之前,化学实验室使用以酒精作燃料的酒精灯。1852年,德国海德堡大学向化学家罗伯特•本生发出聘书,聘请他担任该校化学教授。可是当本生走进实验室后,发现里头的酒精灯未能满足他的实验要求。酒精灯一般能加热至摄氏400度左右,但本生的实验需要更高温度,于是有意设计一个更好的代替品。

当年煤气正在欧洲广泛应用起来,德国一些城市开始使用煤气路灯,本生从中启发:煤气燃烧时可产生过千度高温,远高于一般酒精灯,因此本生决定用煤气作燃料。但本生最初的设计加热时产生大量黑烟,效率低至不适合使用,直到他的实验室技师迪斯德加(Peter Desdega)从英国带回了一个新灯具。

那新灯具是英国著名科学家法拉第(Michael Faraday)的作品,这种灯具呈圆锥形,能上下移动,燃烧起来虽然减少了黑烟,但温度不算高。这时本生终于发现了问题所在:这灯和酒精灯都是靠外部提供空气燃烧,由于煤气与空气混合不充分,燃烧不完全,导致产生黑烟,温度亦不高。换言之,若要没有黑烟,温度又要高,就必须确保在点灯之前,让煤气与空气充分混合。

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罗伯特•本生与一款旧式的本生灯。(网络图片/Powerhouse Museum)

  本生灯背后最重要的男人

他让实验室技师迪斯德加改良了法拉第的设计:在圆锥形灯的底部加入空气口,点燃前先关闭底部空气口,在顶部的出气口点火,再打开底部的空气口补充新鲜空气,就能确保煤气完全燃烧,产生高温,本生灯就这样诞生了。本生灯全靠迪斯德加的巧手改良方能面世,惟他让作品以本生的姓氏命名,销售权则由迪斯德加持有。百多年后,大家因为本生灯记得有本生这个人,迪斯德加的名字却应该没谁能够记住。他为本生的学生制造了50盏本生灯,后来他的儿子卡尔,开设了专门售卖本生灯和各种高端科学仪器公司C. Desaga 。

除了本生灯外,本生在不同科学领域甚具贡献,其中一项是他成功利用硝酸电解的方式,获得了铬、镁、铝、锰等金属,为化工业发展奠下基础。他同时又发现了辐射元素铯和铷,和开发了多种气体分析方法,成为光化学研究先驱。他在78岁退休后,开始研究业余时的爱好地理学和矿物学,直至1899年88岁逝世。

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本生灯底部气孔开合,火焰的不同颜色形状:由左至右,全闭至全开。气孔完全打开时,火焰温度亦最高。(网络图片)

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今天本生灯成为了所有化学实验室的基本设备之一,上千度的高温能满足大部份的实验要求。而本生灯打开气口时的蓝色火焰正好代表煤气完全燃烧的状态,同时温度亦是最高的。本生灯一般都会与三脚架和隔热网一并使用,燃点后再在隔热网上放一只烧杯,就可以开始做实验。

本生灯的发明,为化学研究揭开新的一页。它容易使用又安全可靠,亦成为中学生在科学堂认识各种化学和科学原理的良师益友。

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