§3伏打電堆的發明
§3伏打電堆的發明(1/3)
說到伏打電池的發明還有一段有趣的故事。這要從電流的發現者伽伐尼說起,伽伐尼是伏打的好朋友,他是一名解剖學家和生物學家,他的妻子因健康原因要經常吃蛙腿。1780年的一天,伽伐尼把青蛙剝皮後,放在靠近起電機旁的桌子上。當他妻子偶然拿起電機旁的外科手術刀時,刀尖觸及到了蛙腿外露的小腿神經,蛙腿**起來,好像活的一樣。她把這件事告訴了伽伐尼。伽伐尼重複了這個試驗,他把蛙腿放在玻璃板上,用兩把叉子,一個叉尖是銅的,另一個叉尖是鐵的,去碰蛙腿的神經和肌肉,生碰一下,蛙腿就引縮一次。 為了探究這個現象的原因,伽伐尼選擇了各種不同的條件,重複這個實驗。開始,伽伐尼用銅絲把青蛙與鐵窗相連,在雨天和晴天作實驗,青蛙的腿都**。接著,他隻用銅絲去接觸蛙腿,蛙腿卻不發生**。後來,他找了一間封閉的房間將青蛙放在鐵板上,用銅
絲去觸它,結果和以前一樣,又發生了收縮,這就排除了外來電的可能性。伽伐尼選擇不同的日子,不同的時辰,用各種不同的金屬多次重複,總是得到相同的結果,隻是在使用某些金屬時,收縮更強烈而已。
後來他又用各種不同的物體來做這個實驗,但用諸如玻璃、橡膠、鬆香、石頭和幹木頭代替金屬,都不出現這個現象。進一步的實驗使伽伐尼認為蛙的神經中有電源,很可能是從神經優越性到肌肉的特殊電流質引起的“動物電”。
伽伐尼的實驗使許多科學家感到驚奇。伏打在1792-1796年重複伽伐尼的實驗時發現,隻要有兩種不同金屬互相接觸,中間隔以濕的硬紙、皮革或其他海綿狀的東西,不管有沒有蛙腿,都有電流產生,從而否定了動物電的觀點。伏打認識到蛙腿收縮隻是放電過程的一種表現,兩種不同金屬的接觸才是電流現象的真正原因。
根據各種金屬接觸
的實驗結果,伏打列出了鋅-鉛-錫-鐵-銅-銀-金的次序,這就是著名的伏打序列。其中兩種金屬相接觸時,位於序列前麵的都帶正電、後麵的帶負電。 1800年伏打用鋅片與銅片夾以鹽水浸濕的紙片疊成電堆產生了電流,這個裝置後來稱為伏打電堆,他還把鋅片和銅片放在盛有鹽水或稀酸的杯中,放多這樣的小杯子中聯起來,組成電池。他指出這種電池“具有取之不盡,用之不完的電”,“不預先充電也能給出電擊”。
伏打電堆(電池)的發明,提供了產生恒定電流的電源——化學電源,使人們有可能從各個方麵研究電流的各種效應。從此,電學進入了一個飛速發展的時期——電流和電磁效應的新時期。
直到現在,我們用的幹電池就是經過改時後的伏打電池。幹電池中用氯化銨的糊狀物代替了鹽水,用石墨棒代替了銅板作為電池的正極,而外殼仍然用鋅皮作為電池的負極。
(本章完)