Сэр Джозеф Уилсон Свон, FRS (31 октября 1828 — 27 мая 1914) — английский физик , химик и изобретатель. Он известен как независимый разработчик успешной лампы накаливания , а также является человеком, ответственным за разработку и поставку первых ламп накаливания, используемых для освещения домов и общественных зданий, включая театр Савой в Лондоне, в 1881 году . 2]
В 1904 году Свон был посвящен в рыцари королем Эдуардом VII , [3] награжден медалью Хьюза Королевского общества и стал почетным членом Фармацевтического общества . Он получил высшую награду Франции, Орден Почетного легиона , когда посетил Международную выставку электричества 1881 года в Париже . На выставке были представлены его изобретения, а город был освещен его электрическим освещением. [4]
Джозеф Уилсон Свон родился в 1828 году в Паллион-холле в Паллионе , в приходе Бишопвермаут , Сандерленд , графство Дарем . Его родителями были Джон Свон и Изабелла Кэмерон. [5]
Свон в течение шести лет был учеником фармацевтической фирмы « Хадсон и Осбалдистон» в Сандерленде . [4] Однако неизвестно, завершил ли Свон свое шестилетнее обучение, поскольку оба партнера впоследствии умерли. [4] Говорят, что он обладал пытливым умом, [4] даже в детстве. Он дополнил свое образование увлечением своим окружением, промышленностью этого района и чтением в библиотеке Сандерленда. [4] Он посещал лекции в Сандерлендском Атенеуме. [6]
Впоследствии Свон присоединился к Mawson's, фирме химиков-производителей в Ньюкасл-апон-Тайн , основанной в год рождения Свона Джоном Моусоном [4] (9 сентября 1819 г. - 17 декабря 1867 г.), мужем его сестры Элизабет Свон (22 ноября 1822 г.). - 2 августа 1905 г.). В 1846 году Свон предложили стать партнером у Моусона. [4] Эта компания впоследствии существовала как Mawson, Swan и Morgan до 1973 года и ранее располагалась на Грей-стрит в Ньюкасл-апон-Тайн, недалеко от памятника Грею . Помещение, которое сейчас занимает ресторан сети гамбургеров Byron , можно узнать по ряду электрических уличных фонарей в викторианском стиле перед магазином на Грей-стрит.
Свон жил в Андерхилле, Лоу-Фелле, Гейтсхеде , большом доме на Келлс-лейн-Норт, где он проводил большую часть своих экспериментов в большом зимнем саду . [7] Позже дом был преобразован в школу Биконсфилд, частную платную гимназию совместного обучения с грантовой поддержкой. [8] Студенты там все еще могли найти образцы оригинальной электрической арматуры Свона. [8]
В 1850 году Свон начал работать над лампочкой, используя нити из карбонизированной бумаги в вакуумированной стеклянной колбе. К 1860 году он смог продемонстрировать работающее устройство, но отсутствие хорошего вакуума и адекватного источника электроэнергии привело к тому, что лампочка стала неэффективной и с коротким сроком службы. [9] В августе 1863 года он представил свою собственную конструкцию вакуумного насоса на заседании Британской ассоциации содействия развитию науки . [10] В конструкции использовалась ртуть , падающая через трубку, для улавливания воздуха из системы, подлежащего эвакуации. Конструкция Свона была похожа по конструкции на насос Шпренгеля и на два года предшествовала исследованиям Германа Шпренгеля . Более того, примечательно, что Шпренгель проводил свои исследования во время посещения Лондона [11] и, вероятно, был знаком с ежегодными отчетами Британской ассоциации содействия развитию науки. Тем не менее, позже сообщается, что Джозеф Свон и Томас Эдисон использовали насос Шпренгеля для откачки своих ламп накаливания с угольной нитью . [12] [13]
В 1875 году Свон вернулся к рассмотрению проблемы лампочки с помощью лучшего вакуума и карбонизированной нити в качестве нити накала. Наиболее важной особенностью улучшенной лампы Свона было то, что в вакуумной трубке было мало остаточного кислорода , который мог воспламенить нить накала, что позволяло нити накаляться почти добела, не загораясь. Однако его нить имела низкое сопротивление, поэтому для ее питания требовались толстые медные провода. [14]
Свон впервые публично продемонстрировал свою угольную лампу накаливания на лекции для Химического общества Ньюкасл-апон-Тайн 18 декабря 1878 года. Однако после нескольких минут горения ярким светом в его лаборатории лампа сломалась из-за чрезмерного тока. 17 января 1879 года эта лекция была успешно повторена с лампой, показанной в действии; Свон решил проблему электрического освещения с помощью вакуумной лампы. 3 февраля 1879 года он публично продемонстрировал работающую лампу аудитории из более чем семисот человек в лекционном зале Литературно -философского общества Ньюкасл-апон-Тайн под председательством сэра Уильяма Армстронга из Крэгсайда . Свон сосредоточил свое внимание на производстве более качественной углеродной нити и способах крепления ее концов. Он разработал метод обработки хлопка для получения «пергаментированной нити» и получил британский патент № 4933 27 ноября 1880 года. [15] С этого времени он начал устанавливать лампочки в домах и достопримечательностях Англии.
Его дом, Андерхилл, Лоу Фелл, Гейтсхед , был первым в мире, где были установлены работающие лампочки. [16] Библиотека Lit & Phil на Вестгейт-роуд, Ньюкасл , была первым общественным помещением, освещенным электрическим светом во время лекции Свона 20 октября 1880 года. [17] [18] В 1881 году он основал свою собственную компанию The Swan Electric. Light Company [19] и приступила к коммерческому производству. [20]
« Савой» , современный театр в Вестминстере , Лондон, был первым общественным зданием в мире, полностью освещенным электричеством. [2] [21] Свон поставил около 1200 ламп накаливания, питаемых от генератора мощностью 88,3 киловатт (118,4 лошадиных сил ), расположенного на открытой местности возле театра. [22] [23] Строитель «Савойи» Ричард Д'Ойли Карт объяснил, почему он ввел электрическое освещение Свона: «Самыми большими препятствиями для получения удовольствия от театральных представлений, несомненно, являются неприятный воздух и жара, которые пронизывают все театров. Как всем известно, каждая газовая горелка потребляет столько же кислорода, сколько и множество людей, и вызывает сильное нагревание рядом. Лампы накаливания не потребляют кислорода и не вызывают ощутимого тепла». [24] Первый генератор оказался слишком маленьким, чтобы обеспечить питанием все здание, и хотя весь фасад дома был освещен электричеством, сцена освещалась газом до 28 декабря 1881 года. Во время этого выступления Карт вышел на сцену и сломал светящаяся лампочка перед публикой, чтобы продемонстрировать безопасность новой технологии Свона. 29 декабря 1881 года газета «Таймс» описала электрическое освещение как визуально превосходящее газовое. [25]
Первым частным домом, кроме дома изобретателя, освещенным новой лампой накаливания, был дом его друга сэра Уильяма Армстронга в Крэгсайде , недалеко от Ротбери , Нортумберленд. Свон лично руководил установкой там в декабре 1880 года. Свон основал компанию The Swan Electric Light Company Ltd на заводе в Бенвелле, Ньюкасл, и к началу 1881 года основал первое коммерческое производство ламп накаливания.
Лампа Свона с углеродным стержнем и лампа накаливания с углеродным волокном, хотя и функционировали, но все же были относительно непрактичными из-за низкого сопротивления (нужно было использовать очень дорогую толстую медную проводку) и короткого срока службы. [14] [26] В поисках лучшей нити накаливания для своей лампочки Свон непреднамеренно сделал еще один шаг вперед. В 1881 году он разработал и запатентовал процесс продавливания нитроцеллюлозы через отверстия для образования проводящих волокон. Его недавно созданная компания (которая в результате слияния в конечном итоге стала Edison and Swan United Company) использовала целлюлозные нити Свона в своих лампочках. Текстильная промышленность также использовала этот процесс. [5] [27]
Первым кораблем, использовавшим изобретение Свона, был « Город Ричмонд» , принадлежавший компании «Инман Лайн». В июне 1881 года он был оснащен лампами накаливания. Вскоре после этого Королевский флот также установил их на своих кораблях; в том же году на HMS Inflexible были установлены новые лампы. [28] Ранняя работа в инженерном деле произошла во время рытья туннеля Северн , где подрядчик Томас Уокер установил «лампы мощностью 20 свечей» во временных пилотных туннелях. [29]
Свон был одним из первых разработчиков электрической лампы безопасности для шахтеров, продемонстрировав свою первую лампу безопасности в Ньюкасл-апон-Тайн в Институте горного дела и инженеров-механиков Северной Англии 14 мая 1881 года . [30] Для этого требовалось проводное питание, поэтому следующее В следующем году он представил модель с батареей [31] , а за ней последовали и другие улучшенные версии. [32] К 1886 году компания Edison-Swan Company производила лампу с лучшей светоотдачей, чем пламегасительная лампа. [33] Однако он страдал от проблем с надежностью и не имел успеха. Потребовались разработки других специалистов в течение следующих 20 лет или около того, прежде чем эффективные электрические лампы стали широко использоваться. [34]
.jpg/1280px-This_poster_is_from_the_Swan_Collection_of_Tyne_&_Wear_Museums,_held_at_the_Discovery_Museum_in_Newcastle_upon_Tyne._(9672405368).jpg)
В рамках, которые считаются независимыми направлениями исследований, электрическая лампа накаливания Свона была разработана в то же время, когда Томас Эдисон работал над своей лампой накаливания, [35] при этом первая успешная лампа Свона и лампа Эдисона были запатентованы в 1880 году. [1] [36] Целью Эдисона при разработке своей лампы было использование ее как части гораздо более крупной системы: долговечной лампы с высоким сопротивлением, которую можно было подключать параллельно для экономичной работы с крупномасштабной электроосветительной компанией. он творил. [37] [35] Оригинальная конструкция лампы Swan с ее низким сопротивлением (лампа могла использоваться только последовательно ) и коротким сроком службы не подходила для такого применения. [35] Сильные патенты Свона в Великобритании привели в 1883 году к слиянию двух конкурирующих компаний для использования изобретений Свона и Эдисона, [28] с созданием Edison & Swan United Electric Light Company . Компания, известная как «Эдисван», продавала лампы, изготовленные из целлюлозной нити, которую Свон изобрел в 1881 году, в то время как компания Эдисона продолжала использовать бамбуковые нити за пределами Великобритании. В 1892 году компания General Electric (GE) начала использовать патенты Свона для производства целлюлозных нитей, пока в 1904 году они не были заменены разработанными GE обожженными целлюлозными нитями «General Electric Metallized» (GEM). [38]
В 1886 году Эдисван перенес производство на бывшую джутовую фабрику в Пондерс-Энд , Северный Лондон. [39] В 1916 году Эдисван основал первый в Великобритании завод по производству термоэмиссионных радиоламп в Пондерс-Энд. Этот район с близлежащим Бримсдауном впоследствии превратился в центр производства термоэмиссионных ламп, электронно-лучевых трубок и т. д., а близлежащие части Энфилда стали важным центром электронной промышленности на протяжении большей части 20-го века. Эдисван стал частью британской компании Thomson-Houston and Associated Electrical Industries (AEI) в конце 1920-х годов. [40]
Работая с влажными фотопластинками, Свон заметил, что нагревание повышает чувствительность эмульсии бромида серебра. К 1871 году он разработал метод использования сухих пластинок и замены стеклянных пластин нитроцеллюлозным пластиком, тем самым положив начало эпохе удобства в фотографии. Восемь лет спустя он запатентовал бромидную бумагу , разработки которой до сих пор используются для черно-белых фотоотпечатков.
В 1864 году Свон запатентовал процесс переноса для изготовления копировальных отпечатков , постоянный фотографический процесс. Добавив этап переноса, Свон смогла легко делать фотографии с полным тональным диапазоном.
В 1894 году Свон был избран членом Королевского общества (FRS), [41] а в 1898 году он был избран президентом Института инженеров-электриков ; в то время Свон был одним из трех его почетных членов, двумя другими были лорд Кельвин и Генри Уайльд . [9] В сентябре 1901 года ему была присвоена почетная степень доктора наук (D.Sc.) Даремского университета . [42] Он также был президентом Общества химической промышленности с 1900 по 1901 год, [43] и в 1903 году он был избран первым президентом Общества Фарадея . [9] В 1904 году он был посвящен в рыцари , [44] награжден медалью Хьюза Королевского общества и стал почетным членом Фармацевтического общества . В 1906 году он получил медаль Альберта Королевского общества искусств. [45]
В 1945 году Лондонская энергетическая компания почтила память Свона, назвав новый прибрежный угольщик водоизмещением 1554 брт SS Sir Joseph Swan . [28] [46]
Свон впервые женился на Фрэнсис «Фанни» Уайт, третьей дочери Уильяма Уайта из Ливерпуля , в часовне Камберуэлл в Лондоне 31 июля 1862 года. У них было трое выживших детей: Кэмерон, Мэри Эдмондс и Джозеф Генри. Фрэнсис умерла 9 января 1868 года [48] и во второй раз женился на Ханне Уайт, младшей сестре Фрэнсис, в Невшателе , Швейцария, 3 октября 1871 года . [49] У них было пятеро детей: Хильда, Фрэнсис Изобель, Кеннет Райден, Персиваль, и Дороти. Сэр Кеннет Рейден Свон был королевским адвокатом и признанным авторитетом в области патентного права. [50]
Свон умер в 1914 году в своем доме в Оверхилле, Уорлингем , Суррей. [9] Похороны состоялись в церкви Всех Святых в Уорлингеме 30 мая 1914 года, а погребение состоялось на кладбище. [51] Среди скорбящих были представители Института инженеров-электриков, Института инженеров-механиков и Королевского общества. [52]
Свон сделал революционные открытия в области электрического освещения и фотографии.
Он уже получил Орден Почетного легиона, когда посетил международную выставку в Париже в 1881 году. На выставке были представлены экспонаты его изобретений, а город был освещен электрическим светом благодаря изобретению Свона.
Лекционный зал общества был первым общественным помещением, освещенным электрическим светом во время лекции сэра Джозефа Свона 20 октября 1880 года.