Сэр Джозеф Уилсон Свон FRS (31 октября 1828 – 27 мая 1914) был английским физиком , химиком и изобретателем. Он известен как независимый ранний разработчик успешной лампы накаливания и является человеком, ответственным за разработку и поставку первых ламп накаливания, которые использовались для освещения домов и общественных зданий, включая театр Савой в Лондоне в 1881 году. [1] [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 Бишопвермут , Сандерленд , графство Дарем . Его родителями были Джон Свон и Изабелла Кэмерон. [5]
Свон был учеником в течение шести лет в фирме фармацевтов/ лекарей в Сандерленде , Hudson and Osbaldiston . [4] Однако неизвестно, завершил ли Свон свое шестилетнее ученичество, так как оба партнера впоследствии умерли. [4] Говорят, что у него был пытливый ум, [4] даже в детстве. Он дополнял 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 г. Свону предложили стать партнёром в Mawson's. [4] Впоследствии эта компания существовала как Mawson, Swan и Morgan до 1973 г., ранее располагаясь на Грей-стрит в Ньюкасл-апон-Тайн, недалеко от памятника Грей . Помещение, которое сейчас занимает модный ритейлер END., можно узнать по ряду электрических уличных фонарей в викторианском стиле перед магазином на Грей-стрит.
Свон жил в Андерхилле, Лоу Фелл, Гейтсхед , большом доме на Келлс Лейн Норт, где он проводил большую часть своих экспериментов в большой оранжерее . [7] Позже дом был преобразован в школу Биконсфилд, частную платную гимназию совместного обучения с грантами. [8] Учащиеся там все еще могли найти образцы оригинальной электропроводки 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 неэффективной лампочке с коротким сроком службы. [9] В августе 1863 года он представил свою собственную конструкцию вакуумного насоса на собрании Британской ассоциации содействия развитию науки . [10] В конструкции использовалась ртуть, падающая через трубку, для улавливания воздуха из системы, подлежащей откачке. Конструкция Свона была похожа по конструкции на насос Шпренгеля и предшествовала исследованиям Германа Шпренгеля на два года. Кроме 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, Джозеф Свон и Томас Эдисон, как сообщается, позже использовали насос Шпренгеля для откачки своих угольных ламп накаливания . [12] [13]
В 1875 году Свон вернулся к рассмотрению проблемы лампочки с помощью лучшего вакуума и обугленной нити в качестве нити накаливания. Наиболее существенной особенностью усовершенствованной лампы Свона было то, что в вакуумной трубке было мало остаточного кислорода для зажигания нити накаливания, что позволяло нити накаливания раскаляться почти добела, не загораясь. Однако его нить накаливания 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 Ньюкасла-апон-Тайн 18 декабря 1878 года. Однако после того, как лампа горела ярким светом в течение нескольких минут в его лаборатории, она сломалась из-за чрезмерного тока. 17 января 1879 года эта лекция была успешно повторена с лампой, показанной в реальном действии; Свон решил проблему электрического освещения накаливания 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 Ньюкасла-апон-Тайн под председательством сэра Уильяма Армстронга из Крэгсайда . Свон обратил свое внимание на создание лучшей углеродной нити и способов 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 рабочие 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 собственную компанию The Swan Electric Light Company [19] и начал коммерческое производство. [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 киловатта (118,4 лошадиных сил ) на открытой местности около театра. [22] [23] Строитель «Савоя», Ричард Д'Ойли Карт , объяснил, почему он ввел электрическое освещение Свона: «Самыми большими недостатками для наслаждения театральными представлениями, несомненно, являются грязный воздух и жара, которые пронизывают все театры. Как всем известно, каждая газовая горелка потребляет столько же кислорода, сколько и людей, и при этом сильно нагревается. Лампы накаливания не потребляют кислорода и не вызывают ощутимого тепла». [24] Первый генератор оказался слишком мал, чтобы обеспечить электроэнергией все здание, и хотя весь фасад здания был освещен электричеством, сцена освещалась газом до 28 декабря 1881 года. На этом представлении Карт вышел на сцену и разбил светящуюся лампочку перед зрителями, чтобы продемонстрировать безопасность новой технологии Суона. 29 декабря 1881 года The Times описала электрическое освещение как визуально превосходящее газовое. [25]
Первая частная резиденция, помимо изобретателя, освещенная новой лампой накаливания, была резиденцией его друга сэра Уильяма Армстронга в Крэгсайде , недалеко от Ротбери , Нортумберленд. Свон лично руководил установкой там в декабре 1880 года. Свон основал "The Swan Electric Light Company Ltd" с фабрикой в Бенвелле, Ньюкасл, и к началу 1881 года организовал первое коммерческое производство ламп накаливания.
Углеродная стержневая лампа Свана и угольная нить накаливания, хотя и были функциональны, все еще были относительно непрактичны из-за низкого сопротивления (требовалось очень дорогая толстая медная проволока) 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 формирования 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 судном, использовавшим изобретение Суона, был «The City of Richmond» , принадлежавший компании Inman Line. В июне 1881 года он был оснащён лампами накаливания. Вскоре после этого Королевский флот также внедрил их на свои корабли; в том же году новые лампы были установлены на судне HMS Inflexible . [28] Ранним применением инженерного искусства стало рытье туннеля Северн , где подрядчик Томас Уокер установил «лампы силой в 20 свечей» во временных лоцманских туннелях. [29]
Свон был одним из первых разработчиков электрической безопасной лампы для шахтеров, представив свою первую в Ньюкасл-апон-Тайн в Институте горного дела и инженеров-механиков Северной Англии 14 мая 1881 года. [30] Для этого требовалось проводное питание, поэтому в следующем году он представил одну с батареей [31] , а затем последовали другие улучшенные версии. [32] К 1886 году лампа с лучшим световым потоком, чем у огнебезопасной лампы, производилась компанией Edison-Swan Company. [33] Однако она страдала от проблем с надежностью и не имела успеха. Потребовалось развитие другими 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 том, что считается независимыми направлениями исследований, электрическая лампа накаливания Суона была разработана в то же время, когда Томас Эдисон работал над своей лампой накаливания, [35] причем первая успешная лампа Суона и лампа Эдисона были запатентованы в 1880 году. [1] [36] Целью Эдисона при разработке своей лампы было ее использование в качестве части гораздо более крупной системы: долговечной лампы с высоким сопротивлением, которую можно было бы подключать параллельно для экономичной работы с крупномасштабной системой электрического освещения, которую он создавал. [37] [35] Первоначальная конструкция лампы Суона с ее низким сопротивлением (лампу можно было использовать 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 эксплуатации изобретений Свона и Эдисона, [28] с созданием Edison & Swan United Electric Light Company . Известная как «Ediswan», компания продавала лампы, изготовленные с целлюлозной нитью, которую Свон изобрел в 1881 году, в то время как Edison Company продолжала использовать бамбуковые нити за пределами Британии. В 1892 году General Electric (GE) начала использовать патенты Свона для производства целлюлозных нитей, пока в 1904 году они не были заменены на разработанные GE «General Electric Metallized» (GEM) запеченные целлюлозные нити. [38]
В 1886 году Эдисван переместил производство на бывшую джутовую фабрику в Пондерс-Энд , Северный Лондон. [39] В 1916 году Эдисван основал первую в Великобритании фабрику по производству радиотермоэлектронных ламп в Пондерс-Энд. Эта область, с близлежащим Бримсдауном , впоследствии развивалась как центр производства термоэлектронных 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 Thomson-Houston и Associated Electrical Industries (AEI) в конце 1920-х годов. [40]
Работая с влажными фотопластинами, Суон заметил, что тепло увеличивает чувствительность эмульсии бромида серебра. К 1871 году он разработал метод использования сухих пластин 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 создания карбоновых отпечатков , постоянный фотографический процесс. Добавив этап переноса, Свон смог 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, двое других были лорд Кельвин и Генри Уайльд . [9] В сентябре 1901 года он был удостоен почетной степени доктора наук (D.Sc.) от Даремского университета . [42] Он также занимал пост президента Общества химической промышленности с 1900 по 1901 год, [43] а 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 GRT «SS Sir Joseph Swan» . [28] [46]
Свон женился в первый раз на Фрэнсис «Фанни» Уайт, третьей дочери Уильяма Уайта из Ливерпуля , в часовне Камберуэлл , Лондон , 31 июля 1862 года. [47] У них было трое выживших детей: Кэмерон, Мэри Эдмондс и Джозеф Генри. Фрэнсис умерла 9 января 1868 года [48] , и он женился во второй раз на Ханне Уайт, младшей сестре Фрэнсис, в Невшателе , Швейцария, 3 октября 1871 года. [49] У них было пятеро детей: Хильда, Фрэнсис Изобель, Кеннет Рейден, 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, погребение состоялось на церковном дворе. [51] Среди скорбящих были представители Института инженеров-электриков, Института инженеров-механиков и Королевского общества. [52]
Свон сделал новаторские 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, и город был освещен электрическим светом благодаря изобретению Свона.
зал общества стал первым общественным помещением, освещенным электрическим светом, во время лекции сэра Джозефа Свона 20 октября 1880 г.