【當年今周】香港中學生科學堂集體回憶 「本生燈」的前世今生

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「本生燈」算得上是香港中學生的科學堂集體回憶,也許你還記得,老師短暫示範後,剛剛升上中學的你,以一雙稍微顫抖的手,拿着點火槍燃點本生燈。輕輕噗的一聲,成功點燃了,那一點點火光,燃亮着萬千莘莘學子探索科學領域的道路。

你可曾覺得,這個實驗室小工具的名字怪怪的,而本生又是誰?適逢3月30日是本生燈發明者,羅伯特•本生(Robert Bunsen)206歲冥壽,讓我們來看看本生燈的前世今生,為何它多年來地位穩固,在實驗室的地位屹立不倒。

本生燈是今日所有化學實驗室的標準工具,亦是香港中學生上科學堂時的集體回憶。(網絡圖片)

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還記得周星馳《逃學威龍》電影第一集中,有「家居小博士」稱號的已故著名主持人曾近榮飾演化學老師,上化學堂實驗的一幕嗎?曾Sir在打開煤氣準備使用本生燈時鬧出連串笑話,最後更因倒轉周星星和黃小龜的名字,遲遲沒點火導致課室聚積煤氣發生爆炸──在現實世界中,這樣荒謬的情節當然不會容許發生,然而話說回來,本生燈其實是甚麼東西?

本生燈以煤氣點燃,是十分常見的實驗室加熱工具,特色是簡單易用、相對安全、燃燒溫度高,幾乎大部需要加熱的實驗都可用本生燈完成。實驗室以外,今天家庭使用的一般煤氣爐,設計原理同樣源自本生燈。

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(影片截圖)

▲▼電影《逃學威龍》第一集圍繞本生燈發生連串笑話,非常搞笑,亦不禁令觀眾回想起科學堂的有趣回憶。

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  本生燈是這樣發明的......

本生燈面世之前,化學實驗室使用以酒精作燃料的酒精燈。1852年,德國海德堡大學向化學家羅伯特•本生發出聘書,聘請他擔任該校化學教授。可是當本生走進實驗室後,發現裡頭的酒精燈未能滿足他的實驗要求。酒精燈一般能加熱至攝氏400度左右,但本生的實驗需要更高溫度,於是有意設計一個更好的代替品。

當年煤氣正在歐洲廣泛應用起來,德國一些城市開始使用煤氣路燈,本生從中啟發:煤氣燃燒時可產生過千度高溫,遠高於一般酒精燈,因此本生決定用煤氣作燃料。但本生最初的設計加熱時產生大量黑煙,效率低至不適合使用,直到他的實驗室技師迪斯德加(Peter Desdega)從英國帶回了一個新燈具。

那新燈具是英國著名科學家法拉第(Michael Faraday)的作品,這種燈具呈圓錐形,能上下移動,燃燒起來雖然減少了黑煙,但溫度不算高。這時本生終於發現了問題所在:這燈和酒精燈都是靠外部提供空氣燃燒,由於煤氣與空氣混合不充分,燃燒不完全,導致產生黑煙,溫度亦不高。換言之,若要沒有黑煙,溫度又要高,就必須確保在點燈之前,讓煤氣與空氣充分混合。

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羅伯特•本生與一款舊式的本生燈。(網絡圖片/Powerhouse Museum)

  本生燈背後最重要的男人

他讓實驗室技師迪斯德加改良了法拉第的設計:在圓錐形燈的底部加入空氣口,點燃前先關閉底部空氣口,在頂部的出氣口點火,再打開底部的空氣口補充新鮮空氣,就能確保煤氣完全燃燒,產生高溫,本生燈就這樣誕生了。本生燈全靠迪斯德加的巧手改良方能面世,惟他讓作品以本生的姓氏命名,銷售權則由迪斯德加持有。百多年後,大家因為本生燈記得有本生這個人,迪斯德加的名字卻應該沒誰能夠記住。他為本生的學生製造了50盞本生燈,後來他的兒子卡爾,開設了專門售賣本生燈和各種高端科學儀器公司C. Desaga 。

除了本生燈外,本生在不同科學領域甚具貢獻,其中一項是他成功利用硝酸電解的方式,獲得了鉻、鎂、鋁、錳等金屬,為化工業發展奠下基礎。他同時又發現了輻射元素銫和銣,和開發了多種氣體分析方法,成為光化學研究先驅。他在78歲退休後,開始研究業餘時的愛好地理學和礦物學,直至1899年88歲逝世。

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本生燈底部氣孔開合,火焰的不同顏色形狀:由左至右,全閉至全開。氣孔完全打開時,火焰溫度亦最高。(網絡圖片)

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今天本生燈成為了所有化學實驗室的基本設備之一,上千度的高溫能滿足大部份的實驗要求。而本生燈打開氣口時的藍色火焰正好代表煤氣完全燃燒的狀態,同時溫度亦是最高的。本生燈一般都會與三腳架和隔熱網一併使用,燃點後再在隔熱網上放一隻燒杯,就可以開始做實驗。

本生燈的發明,為化學研究揭開新的一頁。它容易使用又安全可靠,亦成為中學生在科學堂認識各種化學和科學原理的良師益友。

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(綜合報道)



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