登陆注册
26795800000030

第30章 亚历山德罗·伏打:电池的发明者

今天,电池已经广泛地使用于人们日常生活之中。手电筒、收音机、电信仪表等,都离不开电池。不过,这种电池是经过多次改进而制成的,称为干电池。最初的电池可不是现在这个样子。从电池的“池”字可以看到,它最初是与液体联系在一起的。最初的电池,是把金属片放在装满盐水或稀硫酸的瓶子里,通过化学反应,将化学能变成电能的装置。发明这种装置的人,就是亚历山德罗·伏打。

意大利北部阿尔卑斯山南麓,有一座古老的城市,名叫科莫。科莫属于伦巴地区,经济比较繁荣。1745年2月18日,伏打就出生在这里。他的父亲是一位伯爵。伏打兄弟姐妹共8人,除他以外,都是神职人员。他的哥哥路易乔是个大主教。这个贵族家庭虽已趋于破落,但却为青少年时代的伏打提供了优越的生活环境和学习条件。

据说,伏打4岁时才会说话。家里的人都以为他很迟钝,智力不高。可是,7岁以后,他在学习上很快就赶上并超过了其他的孩子。上学时,他特别喜爱自然科学,而且喜欢同别人争论。伏打14岁时,就曾表示要当一个物理学家。他阅读了英国科学家普利斯特利的电学著作后,对电学产生了浓厚的兴趣。24岁时发表了第一篇论文,题为《关于电火的引力及其有关的现象》。这篇论文,在当时的科学界引起广泛注意,产生了很大影响。

1774年,29岁的伏打成为科莫皇家学校的一名物理教师。第二年,他发明了一种靠静电感应原理提供电源的装置。这个装置的制作方法是,将松香、松节油和蜡混合熔化,装在一个金属圆盆内,冷却之后,成为表面平滑的圆饼。再用锡做一个圆板,板面比圆饼面略小,板上安个玻璃柄,将锡板盖在圆饼上。做成后,只要用猫皮或毛布摩擦圆饼面,再把锡板放在圆饼之上,用手指按一下,再握着玻璃柄把锡板提起来,这时锡板上便会产生电。重复以上动作,便能继续得到电荷。伏打把这个装置叫做“起电盆”(也叫“起电盘”)。此外,他还发现并分离了甲烷气体,进行过各种气体的爆炸试验。

早年,伏打除了在故乡科莫从事科研活动外,还在帕维亚进行过科学研究和实验,并且发明和制作了许多仪器。其中有一种重要仪器,叫做“验电器”。这个仪器可以检验很小的电量。帕维亚离科莫不远,是米兰南面的一座城市,历史悠久,文化发达。1779年,伏打被聘任为帕维亚大学物理学教授。

为了了解自然科学研究方面的进展情况和最新信息,伏打还到欧洲一些国家去进行参观访问,广泛接触许多成就卓著的专家学者。他同法国的著名化学家拉瓦锡有过交往。拉瓦锡曾将自己的一幅画像赠送给他,以资留念,并在题词中称伏打为“我的学生和朋友”。1782年,他曾到过斯洛伐克,访问了著名的班斯卡希提亚夫尼察矿业学院。也就在这一年,他成为法国科学院的院士。后来,伏打又到了英国,并于1791年被选为英国皇家学会会员。由于他在电学和化学上的科学贡献,曾荣获英国皇家学会的科普利奖章。

意大利波伦亚大学有位教授,名叫伽瓦尼。他提出了动物身上带电的说法。早在1780年,伽瓦尼偶然观察到,在放电火花附近,,或者在雷雨来临时,青蛙腿与金属环相接触,就会发生颤动。几年之后,他又发现只要用两种不同金属组成的环与蛙腿接触,蛙腿也会颤动起来。这个现象表明,伽瓦尼事实上已经发现了电流,可是他并没有认识到这一点。他认为,这可能是青蛙的肌肉中含有一种“动物电”。1791年,伽瓦尼发表了关于青蛙神经和肌肉切片试验的论文,宣称青蛙体内存在着电。于是,便产生了所谓“动物电”的学说。

伽瓦尼是伏打的朋友。当伏打得知伽瓦尼有关“青蛙试验”的消息时,最初是赞成“动物电”学说的。可是,在进行过多次实验之后,便否定了伽瓦尼的说法。他认为,青蛙腿之所以发生颤动,是因为有两种不同的金属相接触,因而产生了电流的缘故,并不是青蛙体内存在着电。1794年,伏打单独用金属进行实验,发现不需要通过动物组织,也能产生电流。于是,他认为电流的产生与动物的肌肉组织无关,从而提出了金属生电的看法。

伏打和伽瓦尼的争论,引起了动物生电派与金属生电派之间的很多争论。论战的一方以伽瓦尼为首,并得到德国科学家洪堡的支持;另一方以伏打为首,得到法国科学家库伦的支持。这场争论发生在18世纪末,是非常自然的事情,因为当耐尚处在电学研究的初期,人们对电的本质和来源并不十分了解。对于绝大多数人来说,电还是一种神秘的东西啊。

伽瓦尼为了证明动物电的存在,在实验中用两只青蛙,使它们的腿筋互相接触,发现也能得到电流。这是什么缘故呢?难道不是说明青蛙身上确实有电吗?伏打虽然一时还解释不了其中的原因,但是坚信动物生电的说法不对。他继续进行实验,以便找到推翻动物生电说的理由。伽瓦尼则坚持自己的观点。直到1798年伽瓦尼去世后,两派的争论还在继续。

伏打为了证实没有所谓的“动物电”,进行了一系列的观察和实验。有一天他在自己身上做了一次奇特的实验。他把一小块银板放在自己的舌头上面,将一小块铅板放在舌头下面。当这两块金属板的边缘接触时,他的舌头便觉得有点奇怪的滋味。如果两块板的边缘不接触,就没有那种滋味了。他把银板和铅板的位置互相调换一下,它们的边缘接触时又能得到另一种滋味。他还发现,如果两块板为同一种金属,便不会产生任何影响。伏打根据这个实验进行推论,认为他自己的舌头并没有电,它只不过是两种金属板接触后所产生的电的传导体而已。由此,伏打得出结论,伽瓦尼进行实验时,青蛙腿之所以发生颤动,并不是青蛙本身有电,而是因为两种金属接触后所产生的电,通过青蛙这个导电体时所产生的一种现象。

伽瓦尼的动物生电说和伏打的金属生电说之间的争论,最后以伏打的胜利而告终。伏打在这场争论中,为了使金属生电说更有说服力,他使用了许多种金属进行实验。通过这些实验,他又获得了一些新的发现。其中有些发现,在电学研究的初期非常重要,值得提出来说一说。

伏打在实验中发现,各种金属产生电荷的情况很不相同。有些金属能产生很多的电,而有些金属则只能够产生很少的电。不仅如此,不同金属所产生的电,还具有不同的性质。例如,锌与铜接触后,产生了电。但是,锌产生的电,与玻璃和丝绸相摩擦后所产生的电相似。而铜产生的电,则与火漆或松香被羊毛或猫皮摩擦后所产生的电相似。那时候,把前一种电叫做“玻璃质的电”,后一种则称为“松香质的电”。这两种电是互相吸引的。后来,有人将这两种不同性质的电,分别称为“阳电”(也叫“正电”)和“阴电”(也叫“负电”)。所谓“玻璃质的电”就是阳电,而所谓“松香质的电”则是阴电。

经过多次实验之后,伏打将几种主要金属,按它们电位差的大小,排列出一个序列。这就是:锌、铅、锡、铁、铜、银、金。在这个序列中,任何两种金属相接触,总是位于序列前面的带阳电(正电),位于序列后面的带阴电(负电)。他还发现,在这个序列中,相距愈远的两种金属接触时,能够收到更强的生电效果;最强的效果,发生在序列中处于首位的金属(锌)与处于末位的金属(金)相接触的时候。

伏打的这些发现,不仅进一步为金属生电的观点找到了更多的根据,而且为他发明电池打下了良好的基础。

伏打虽然不同意伽瓦尼的动物电学说,但是却从多次重复伽瓦尼的“青蛙试验”中受到启发,并进一步进行金属接触生电的实验和研究。正如他自己说过的,假如没有伽瓦尼的工作基础,他就不会产生搞自己这种电池的念头。由此可见,同伽瓦尼的争论,对于伏打来说,是很有积极意义的。

伏打发明电池,经历了一个不断探索和改进的过程。

1799年,他在进行两种不同金属接触生电的实验中,设计制造了一种装置,称为“电堆”。起初他想,既然两种不同的金属相接触,就能生电,那么,如果把这两种金属一对对地重叠起来,不是就可以得到更强的电流吗?于是,他选择锌和铜两种金属,进行实验。

他将一块圆形铜板放在桌面上,铜板上面放一块在硫酸和水里浸湿的布,布的上面再放一块圆形锌板。这样就构成了一组。接着,又按同样方式将铜板、湿布、锌板叠起来,构成另一组。这样,依次一组组地加上去,最后积成一个大堆。这堆东西的顶端为锌板,底端是铜板。锌板和铜板各系一根金属线。当这两根金属线接触或分开时,线端上便出现了电火花。这表明,电堆中已经有电流产生了。这种利用化学作用来产生电流的装置,便叫做“伏打电堆”。

可是,这种电堆有个很大的缺点,就是不能持久。因为在硫酸和水里浸湿的布,很快就干了,干了就不能发挥作用,所以电流也就产生不出来了。于是,伏打继续研究改良电堆的方法,使它能够长久地产生电流。

经过多次实验,他终于找到了解决的办法。他取一个玻璃瓶,里面盛满盐水(或者稀硫酸)。再将一个锌片和一个铜片对着竖立在瓶内的盐水里面,互不接触。然后,用一根金属线将锌片和铜片的上端连接起来。于是,电流就不断地产生出来了。在盐水里面,有电由锌片流到铜片上去;在盐水外面,则有电由铜片流向锌片。这种产生电流的玻璃容器,称为“伏打电瓶”。接着,伏打又将许多这种电瓶连接起来,使之组成一个环形。这样,电流便由一对锌片与铜片依次传到另一对锌片与铜片上去。由于电瓶增多,电流的强度便加大了。这种装置,被称为“伏打连环电瓶”。

“伏打电瓶”是1800年发明的。后来,人们把它叫做“伏打电池”。这年3月,伏打写信给当时英国皇家学会会长班克斯勋爵,宣布了他的这项发明。虽然在“伏打电池”问世以前,大约1745年,荷兰莱顿大学教授马森布洛克曾经发明一种“莱顿瓶”,可以生电,供科学实验之用,但是“莱顿瓶”放电很快,不能提供恒稳的电流。由于伏打电池可以提供经久不衰的电流,因此它传到英国后,很快便在科学实验中得到普遍的应用。

伏打电池的发明,对电学的发展起到了积极的推动作用。科学家们利用伏打电池提供的持续电源,进行各种实验,获得了许多重要发现。其中,电化学和电磁学的研究进展,就与伏打电池的使用有着密切的关系。这一切,都与伏打的贡献分不开。

同类推荐
  • 洛克菲勒家族传奇

    洛克菲勒家族传奇

    《洛克菲勒家族传奇》由秦晴编著,洛克菲勒家族的庞大财富家喻户晓,在美国占有举足轻重的地位。这个家族已有150多年的历史,繁盛六代,依然独“富”天下,不但涉足商界,留下了众多令人津津乐道的商业故事,在政界也颇具影响力,同时还热衷于慈善事业,名声远扬。《洛克菲勒家族传奇》讲述了洛克菲勒家族前四代人的事业与生活,告诉读者一个普通人是如何成为石油大王的,一个家族又是如何代代相传、经久不衰的。
  • 蒋氏家族全传

    蒋氏家族全传

    蒋介石在中国近代历史上是一位毁誉兼有的人物。本书详细记述了蒋介石的生平、婚姻家庭和军政生涯,涉及身世秘密、辛亥革命、上海证券交易所工作、黄埔军校时期、北伐战争、四一二反革命政变、蒋宋联姻、统一中国、围剿红军、西安事变、抗日战争、国共决战、退守台湾、传位蒋经国等内容。本书客观地描述了蒋介石领导北伐统一中国以及领导抗战抵御外侮的历史功绩,同时指出,蒋介石的独裁统治、政府的腐化堕落、民心的丧失是其失去政权的重要原因。
  • 毛泽东瞩目的巾帼红颜

    毛泽东瞩目的巾帼红颜

    本书里收进了毛泽东对终生难忘的世界友人的评点及其这些友人的传记。毛泽东是一位具有崇高民族气节和革命正义立场的人,他受憎分明,对支援过中国革命的白求恩、柯棣华等世界友人,他的评述饱含着无产阶段的深情厚谊,是中国人民和世界各国人民长期团结一致、和平共处、睦邻友好的意愿和真实写照。本书作者全面地反映毛泽东对历代巾帼红颜的评价并将她们的生平传记予以介绍,以便读者了解历史上一些著名的女政治家、女革命家、女文学家及杰出的巾帼英雄。
  • 百年梦忆:梁实秋人生自述

    百年梦忆:梁实秋人生自述

    《百年梦忆:梁实秋人生自述》是一代大师梁实秋最经典散文作品集,也是迄今为止最完整的梁实秋自传,由其生前关于自身生平的经典文章辑录而成。在书中,他一改平时幽默、诙谐的文风,用细腻而又真挚的语言深情回忆了自己的个人经历和生活环境,包括儿时的家庭生活,清华八年的求学生涯,赴美留学的学习经历,全景展现了一代大师青少年时代的成长轨迹,再现了当时的社会面貌、文化习俗。志满中年,立志交游,他写下赴台前后的见闻、感想和游历;离开故土,家国之思,他回忆人生最重要最快乐的时光,对故友至亲的深切缅怀,饱含浓郁的怀旧情调和人生哲理,让读者看到梁实秋闲散恬淡、幽默风趣外表下更真实、感性的一面。
  • 一个平民的变迁(谷臻小简·AI导读版)

    一个平民的变迁(谷臻小简·AI导读版)

    这本书,是讲一个平民的事,白手起家,做生意被骗,在家里得不到父母特别的关爱,结婚后也曾一度无房,最后独家代理了某胶卷的专有权,事业开始起步,凭借自己的勤劳、善良,终于成就了一份事业。有成就后不忘报恩,赢得了亲友的尊重,全书具有一定的励志意义,展现了我们这代人的影子和人生痕迹。
热门推荐
  • 天行

    天行

    号称“北辰骑神”的天才玩家以自创的“牧马冲锋流”战术击败了国服第一弓手北冥雪,被誉为天纵战榜第一骑士的他,却受到小人排挤,最终离开了效力已久的银狐俱乐部。是沉沦,还是再次崛起?恰逢其时,月恒集团第四款游戏“天行”正式上线,虚拟世界再起风云!
  • 无名机长

    无名机长

    每一次完美的飞行离不开背后的后勤,无数的无名机长保护着大家的出行。本小说将用一个空管的视角带您探索飞行背后的故事
  • 真的不是反派啊

    真的不是反派啊

    江子云带着手机穿越到了异界大陆,似乎手机也变得有点不一样。但是开局一醒就遭遇到一群肌肉大汉的审视,江子云表示有点慌。………随着江子云对这个世界的逐渐了解。“嘿嘿,猫耳娘,我来了~”。
  • 柔弱系统要翻天

    柔弱系统要翻天

    意外绑定系统,还有什么攻略男主的任务。白小柒表示很疑惑,但是为了有一个正常的身体,还是决定身处任务世界。系统:疑惑?主人,我怎么没有看出来。白小柒:……又不说话,主人又不说话,唉。也不知道当时怎么就绑定了主人了,那淡然的样子还以为是个好相处的人呢。我不用好相处,只要活下去就可以了。男主:小丫头,你还有我。白小柒看着眼前的男人,脸上终于是有了笑容。白小柒:其他的我不在乎,我只在乎你。伸手摸了摸眼前的小丫头,心疼地抱住了她。有我就好,我会一直爱你。
  • 离花芊芊一心南念

    离花芊芊一心南念

    第一次来到云林的南念,结识了很多朋友,从此展开一幅宏大的青春图卷……
  • 霸道女总老公妻管严

    霸道女总老公妻管严

    十年后再次遇到顾锐默,凌然这个活泼开朗到成熟稳重,从毫无能力到名满商界,活的潇洒,行事严谨,她放下了,喜欢是要留给未来的只在喜欢后依旧相信爱情片段一凌然看着坐在沙发上冷漠脸的苏铭寒,是心虚加上不解,这货要干嘛“你去哪了,为什么不接我电话”冷漠脸“你是不是准备夜不归宿”凌然无语“公司有点事,处理完就回来了”看了眼包里的手机“手机没电了”“呵,是和谁约会了吧”继续冷漠脸“苏铭寒,你的伤如果好了就回去吧,毕竟咱们两个。。。”凌然想到的话还木有说完就被打断“我累了,先去睡了”。。。。。。。
  • 天行

    天行

    号称“北辰骑神”的天才玩家以自创的“牧马冲锋流”战术击败了国服第一弓手北冥雪,被誉为天纵战榜第一骑士的他,却受到小人排挤,最终离开了效力已久的银狐俱乐部。是沉沦,还是再次崛起?恰逢其时,月恒集团第四款游戏“天行”正式上线,虚拟世界再起风云!
  • tfboys之跟定你

    tfboys之跟定你

    她们臭味相同,是3个天才MM,是黑白双道灵魄宫的宫主。她们要智商有智商,要身手有身手。但自从遇到爱情这个词时,世界就全变了。她们是疯狂的酷公主,看3个MM演艺的传奇故事。希望大家喜欢了家q:1950693074、不喜欢请别说也的不(纯属虚构,请勿当真)
  • 主公一你的谋士又挂了

    主公一你的谋士又挂了

    陈白起携带国战模式策略系统穿越了。千古风流名将谋臣云聚,一时多少豪杰谈笑间指点江山。这是一个烽火战乱,抢地盘,抢主公,抢名气的时代。群雄争霸,诸子百家,在这里有最妖娆的祸国妖姬,亦有最令人神往的霸主枭雄们。来了,想活下去?那就给我辅助出最贤明的主公,制霸战国!
  • 凤鸣九天之痴傻王爷的白凤王妃

    凤鸣九天之痴傻王爷的白凤王妃

    林月溪:“穿越?不存在的,这本来就是我的世界!盘古的神力是我给的!天道被我一招秒杀,跪着叫我霸霸,女娲是我姐!神力和我差一截!″女娲泪流满面:“月溪啊,编瞎话时请你用用脑子好伐?你自天地之初混沌时就在了,你还叫我姐,我都可以叫你老祖宗了好伐?而且咱俩的一截是凡人对战一百个我加十个盘古好不好!不过话说回来,这男人谁啊!居然一直抱着你,这么想占你便宜吗?不怕我把他弄死吗?月溪,是先从手开始跺,还是脚?要不一起来,我看他挺闲的啊!”夜沐初:“这是我娘子,我想抱就抱,关你什么事?”女娲:“……说得好有道理,我竟无言以对……”天道:“月溪姐,请别秀恩爱了,你让我这个单身狗怎么活?”林月溪,夜沐初:“……”