Ai là người phát minh ra bóng đèn?

Bóng đèn là một trong những phát minh quan trọng nhất của nhân loại, giúp thay đổi hoàn toàn xã hội loài người. Nhiều người cho rằng Thomas Edison là người phát minh ra bóng đèn, nhưng thực tế, hành trình phát minh bóng đèn đã trải qua nhiều giai đoạn với sự đóng góp của nhiều nhà khoa học. Vậy ai là người phát minh ra bóng đèn? Hãy cùng tìm hiểu chi tiết trong bài viết này.

1. Lịch sử phát triển của bóng đèn

Theo lịch sử ghi chép, Thomas Edison là người có bằng sáng chế sớm nhất cho bóng đèn sợi đốt, được công bố vào năm 1879. Trước khi bóng đèn sợi đốt ra đời, nhiều nhà khoa học đã nghiên cứu và phát triển các nguyên lý về chiếu sáng bằng điện.

Cho đến nay một số nhà sử học và nhà khoa học vẫn cho rằng: Việc dồn hết “công trạng” cho Edison là một nhận định chưa hoàn toàn chính xác. Thay vào đó, họ cho rằng việc nghiên cứu ra bóng đèn, thật ra là một trong một những chuỗi dài các phát minh tương tự.

Cụ thể như sau:

• Đầu thế kỷ 19, ông Alessandro Volta người Ý đã phát minh ra dụng cụ có tên Voltaic Pile tạm dịch là “cọc điện áp”, hoạt động giống như một cục pin, tiền thân của pin hiện đại. Ông cũng là người đầu tiên tạo ra ánh sáng bằng cách sử dụng dòng điện chạy qua dây đồng.
• Phát minh Alessandro Volta đã truyền cảm hứng cho Humphry Davy, một nhà hóa học đến từ Penzance (nước Anh). Ông đã tạo ra thứ gọi là đèn hồ quang điện (1802), thiết bị chiếu sáng đầu tiên sử dụng điện. Đèn hồ quang điện hoạt động bằng cách cho một dòng điện di chuyển giữa hai điện cực carbon, giải phóng hơi carbon tạo ra ánh sáng rất mạnh. Ánh sáng hoạt động tốt đến mức loại đèn này còn được sử dụng làm đèn đường và chiếu sáng những không gian rộng lớn như hội trường hay nhà máy. Tuy nhiên, đèn hồ quang quá sáng, khó điều khiển, quá nóng, quá ổn ào và tiêu tốn nhiều điện năng.
• Năm 1835 nhà sáng chế người Scotland James Bowman Lindsay trình bày một bóng đèn sử dụng dây tóc bằng đồng đầu tiên trên thế giới. 
• Cho đến khi nhà khoa học người Anh Warren de la Rue, phát triển bóng đèn sử dụng bạch kim làm dây tóc để tạo ra ánh sáng. Bạch kim có thể chịu được lượng điện lớn và phát sáng lâu mà không có nguy cơ bùng phát thành lửa ở nhiệt độ cao. Tuy nhiên, bạch kim quá đắt đỏ nên không thể sản xuất đại trà.
• Và vào năm 1848, William Staite cải thiện tuổi thọ của đèn hồ quang thông thường bằng cách phát triển cơ chế đồng hồ điều chỉnh sự chuyển động của các thanh carbon để chống sự ăn mòn nhanh chóng. Tuy nhiên, chi phí của pin dùng để cấp điện cho đèn của Staite đã làm giảm ngân sách cho các dự án thương mại của nhà phát minh.
• Đến năm 1850, nhà hóa học người Anh Joseph Swan nghiên cứu cách giải quyết vấn đề hiệu quả chi phí của các nhà phát minh trước đó. Đến năm 1860, ông phát triển thành công bóng đèn sử dụng sợi giấy carbon. Theo học viện Smithsonian, Swan nhận được bằng sáng chế tại Anh Quốc vào năm 1878, và tháng 2 năm 1879 ông đã chứng minh được một chiếc đèn làm việc trong một bài giảng ở Newcastle, Anh. Nhưng nhận thấy sau một thời gian ngắn, bóng đèn bốc khói, chuyển sang màu đen và trở nên vô dụng. Sự thất bại của Swan là do dây tóc quá dày và cần quá nhiều điện để phát sáng.

Mặc dù có nhiều cải tiến, nhưng các loại bóng đèn trước đó vẫn chưa thực sự phù hợp để sử dụng rộng rãi do tuổi thọ ngắn và chi phí cao.

2. Quá trình phát minh ra bóng đèn của Thomas Edison

Năm 1874, Edison một kỹ sư điện y khoa người Canada, mua bằng sáng chế từ Henry Woodward. Edison chính thức bắt đầu nghiên cứu bóng đèn vào năm 1878, nhận ra rằng vấn đề quan trọng nằm ở dây tóc.

Vào tháng 1/1879, tại phòng thí nghiệm của mình ở Menlo Park, New Jersey, Thomas Edison đã chế tạo thành công bóng đèn sợi đốt, với việc sử dụng dòng điện đi qua sợi dây tóc mỏng bằng bạch kim, đặt trong một bóng thủy tinh hút chân không để chống oxy hóa.

Lúc bấy giờ, bóng đèn của Edison phát sáng được hơn 14 giờ, lập kỷ lục, và nhanh chóng được cấp bằng sáng chế. Vào tháng 10/1878, Edison đã phát triển một bóng đèn có dây tóc bạch kim sáng trong 40 phút trước khi cháy hết.

Edison tiếp tục thử nghiệm 300 loại dây tóc khác nhau trong hơn 1.400 thí nghiệm. Vào tháng 10/1879, Edison sử dụng một sợi bông mỏng hơn, có độ bền cao hơn sợi mà Swan đã sử dụng. Kết quả là bóng đèn sáng trong 14,5 giờ. 

Nhóm của Edison sau đó đã sử dụng một dây tóc có nguồn gốc từ tre có thể phát sáng trong 1.200 giờ và nhận được bằng sáng chế cho bóng đèn sợi đốt "cải tiến" này vào ngày 27/1/1880. Ông mở nhà máy đầu tiên dưới tên "Công ty Đèn Điện Edison", và bắt đầu sản xuất và tiếp thị sản phẩm mới.

Thomas Edison không phải là người đầu tiên phát minh ra bóng đèn, nhưng ông đã cải tiến và giúp bóng đèn có tính ứng dụng cao, tạo nền tảng cho sản xuất hàng loạt.

3. Vụ kiện bản quyền giữa Joseph Swan và Thomas Edison

Tại Anh, Joseph Swan đã được cấp bằng sáng chế vào năm 1878, một năm trước khi Edison hoàn thiện công nghệ sợi đốt carbon của mình. Bằng sáng chế của Swan xác nhận ông là người đầu tiên ở Anh phát triển bóng đèn sợi đốt sử dụng carbon và bầu thủy tinh hút chân không. 

Khi Edison đưa sản phẩm của mình sang Anh để thương mại hóa, Swan lập tức cho rằng Edison đã vi phạm phạm vi bảo hộ mà ông đang nắm giữ. Điều đáng nói là tòa án Anh thời điểm đó rất nghiêm ngặt trong việc bảo vệ nhà sáng chế nội địa, đặc biệt khi những điểm tương đồng giữa hai phát minh là rất rõ ràng.

Swan đưa ra bằng chứng cho thấy công nghệ của ông đã hình thành trước và được mô tả gần như đầy đủ trong hồ sơ sáng chế. Edison phản bác rằng công nghệ của mình vượt trội hơn ở tính ổn định, hiệu suất và độ bền, nhưng điều này không đủ để phủ nhận rằng nguyên lý lõi vẫn thuộc sáng chế của Swan. Kết quả, tòa án Anh phán quyết Edison thua kiện. Điều này đồng nghĩa Edison không thể bán bóng đèn tại Anh mà không phải trả phí bản quyền hoặc vi phạm luật.

Đối mặt với rủi ro thương mại lớn, Edison đưa ra giải pháp mang tính chiến lược: thay vì tiếp tục kiện tụng hoặc rút khỏi thị trường Anh, ông đề nghị hợp tác với Joseph Swan. Năm 1883, hai người cùng thành lập Ediswan (Edison & Swan United Electric Light Company).

4. Thomas Edison đã phát minh ra những gì?

Ngoài bóng đèn, Thomas Edison còn có hơn 1.000 bằng sáng chế với nhiều phát minh quan trọng khác, bao gồm:

• Máy chiếu phim: Đặt nền móng cho ngành công nghiệp điện ảnh.
• Công tơ điện: Giúp đo lường điện năng tiêu thụ, hỗ trợ hệ thống thanh toán điện. 
• Ông và cộng sự tiếp tục phát minh máy phát điện với công suất đủ lớn, thiết kế dây dẫn, cầu chì, công tắc, ổ cắm, đồng hồ đo điện và đồng bộ toàn bộ thành một mô hình phân phối điện cho cả khu vực.
• Ô tô điện: Một trong những ý tưởng tiên phong cho phương tiện sử dụng năng lượng sạch.

Xem thêm: Đèn sợi quang là gì? Tất cả những điều bạn cần biết

Mặc dù nhiều nhà khoa học đã đóng góp vào quá trình phát triển bóng đèn, nhưng Thomas Edison chính là người giúp bóng đèn trở thành một sản phẩm thực tế và ứng dụng rộng rãi. Nhờ những cải tiến của ông, bóng đèn sợi đốt có thể sử dụng lâu dài, dễ sản xuất và trở thành một phần không thể thiếu trong cuộc sống con người.

Vậy, ai là người phát minh ra bóng đèn? Câu trả lời là không chỉ có một người, mà là kết quả của một quá trình nghiên cứu dài với sự đóng góp của nhiều nhà khoa học, trong đó Thomas Edison đóng vai trò quan trọng nhất trong việc thương mại hóa và phổ biến bóng đèn điện trên toàn cầu.