为什么说是蛙腿引出了伏打电池的发明?

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为什么说是蛙腿引出了伏打电池的发明?插图

1786年的一天,意大利解剖学教授伽伐尼正在实验室里做解剖实验。只见他用解剖刀熟练地将一只用于实验的青蛙的腿部切开,再用刀尖一剔,剥出腿部的神经。就在这时,他发现蛙腿一阵阵痉挛,快速地一张一弛,抽搐个不停。伽伐尼觉得奇怪,又一连切开几只青蛙的腿部,每只都一伸一缩地抽搐着。伽伐尼停下手中的活,苦苦思索起来,是什么原因,使蛙腿这样抽搐的呢?伽伐尼接连几天寝食不安,他苦苦思索的问题一直找不到满意的答案。他随手拿起一本书无心地翻阅着,突然有句话使他的眼睛一亮。“上帝如果给宇宙以灵魂,这灵魂是什么呢?是电。”德国哲学家谢林的这句话,真的触动了伽伐尼的灵感。“对!会不会是电呢?”

他这样问自己。他想起在一本书上看到过的一篇介绍电鳗的文章,一个实验计划在他的心中形成了。

为什么说是蛙腿引出了伏打电池的发明?插图(1)

他将青蛙腿上的皮剥去,放在一块铜板和一块铁板之间,发现蛙腿上的肌肉与神经同样发生抽动。这跟那篇介绍电鳗电的文章所说的情况一样,伽伐尼因此断定,蛙腿也能放电。他用自己的名字来命名这种电,称为伽伐尼电,也称生物电。

伽伐尼发现生物电的消息传开后,人们为之震动,但是也有不少人提出种种怀疑。于是在1793年的一天,伽伐尼决定到英国皇家学会去表演他的新发现。

这是继富兰克林之后,人们在电的知识方面又一个爆炸性新闻,所以这天皇家学会实验的盛况,真可以用人山人海来形容。只见台上放着一张实验桌,为了使众多的参观者看得清楚,伽伐尼改进了自己的实验:他在实验桌上横着架起一根细细的铁梁,上面挂上一溜铜钩,将解剖后的青蛙一个个挂在铜钩上。只见那些青蛙的蛙腿一个个抽动起来,像是一群五音不全的乐盲在胡乱地踩着舞点起舞一般,看得在座的教授、学者个个膛目结舌。实验完了,伽伐尼用动物身上都带电的道理把这一现象作了一番解释,人人听了都心服口服。实验完后,个个上前,向伽伐尼献上几句赞词。伽伐尼也满面春风,洋洋得意。

这时,在观看的人群中有一个名叫伏打的意大利人,他目不转睛地看完实验后,一个人从边门退出了会场,匆匆往家里走去。他想,谁知那些青蛙是真死假死,有电无电,让我回家亲自试它一试。
这个叫伏打的年轻人,从小聪慧好学,尤其喜好钻研电学,从24岁起就开始发表电学论文,32岁时又发现了电盘,更是名声大起,被聘为教授。看了今天的实验后,他心中自有许多疑问。自这天起,他足不出户,闭门研究。几个月后,他向皇家学会送了一份报告,声称“蛙腿抽动”之谜已经被他揭开,而答案根本不是什么“生物电”。为了证明他的观点,他也要求公开在皇家学会做实验表演。

皇家学会同意了伏打的要求。这一天,自然又是人头攒动,前来观看的人把皇家学会的大厅挤得水泄不通。伏打照着上次伽伐尼的程序把青蛙一一解剖,然后又将钩子挂在架在实验桌的一道横梁上。这回,所有的人都清清楚楚地看到那些青蛙个个都纹丝不动,就像是泥捏的一般。

伏打见大家正不解其意,便放声解释说:“上次诸位在这里观看伽伐尼教授的实验表演,伽伐尼教授解释蛙腿抽动是由于生物电的缘故。其实,那是一种错觉。伽伐尼教授当时用铜钩钩起青蛙,挂在铁的梁上。不同的金属会产生微弱的电流。蛙腿是受这种电流的刺激后才抽动的,并不是它自身放出什么生物电。”

为什么说是蛙腿引出了伏打电池的发明?插图(2)

人们听了发出一阵喧哗。伏打提高了嗓门继续说道:“今天,我用的是铁梁、铁钩,因为同一种金属不产生电,所以蛙腿就不动了。在伽伐尼先生的那次实验中,蛙腿实际上起到了两种金属之间产生电流的敏感验电器的作用。”这一番解释,同样使人们听了心服口服。实验完后,也同上次一样,个个上前,向伏打献上几句赞词,伏打满面春风,自然也是得意非凡。

不过,伏打并没有因为这次表演的成功而陶醉,他在这几个月闭门实验的过程中,渐渐地产生了一个想法,他决心要把自己的这个想法变成现实。

于是,伏打回到他执教的意大利帕维亚大学,闭门不出,含辛茹苦地在实验室里一干就是7年。他终于发现经过酸浸的金属会产生更强的电效应。接着他根据这个发现,做了许多锌板和铜板,将一块锌板和一块铜板放在一起,再用一块浸透酸的呢绒压上,以后不断照此一层层重复,叠到30层左右,形成一个柱状,便产生了很强的电流。这就是世界上的第一个电池。当时称伏打电堆或伏打柱。伏打告诉人们说,这柱叠得越高,电流就越强。他用自己创立的电位差理论来解释这一现象。他说,不同金属接触,表面会出现异性电荷,也即电压。在实验中,他还摸索出这样一个序列:⊕铅、锌、锡、镉、锦、铋、汞、铁、铜、银、金、铂、钯Θ。在这一序列里的任何一种金属跟它后面的金属接触都会产生电,而且是前面的带正电,后面的带负电。有了电压,就会有电流。伏打发明的伏打堆只要与电路连接起来,就能不断产生很强的电流。

后来,人们为了纪念伏打,便把电压的单位用他的名字来命名,简称为“伏”。

伏打发明电池是在1800年。这是电学史上的一个里程碑。首先,人们对电的认识一下子跳出了静电的范围,不再是摩擦毛皮上的电,雷雨中的电,莱顿瓶中的电,抑或电鳗身上的电,而是能人为控制的流动的电。其次,由于伏打发明了持久性的电源,电技术也就由此而生,例如1809年,英国科学家戴维发现两根碳棒通电后,在碳棒间会产生弱光,这就是后来照明用的弱光源一电弧灯,这一发明启发了大发明家爱迪生,使他发明了电灯。第三,伏打电池的发明还孕育了一门新的学科电化学的产生,并且推动化学的发展。就在伏打电池发明的当年,英国人威尼科尔森和卡菜包尔进行逆推理,他们想既然化学能可以变成电能,那么电能也一定有助于发生化学作用。他俩用两根金丝浸在水里通电,把水分解为氢和氧两种元素。英国人戴维在1808年研究了大量能够组成电池两极的材料,结果从苛性碱中分解出两种新的金属钾和钠。这以后,他又相继发现了钙、锂、钡、镁、硼、氯等新元素。在大量新元素被发现的基础上,戴维提出了是电促使元素组成化合物的观点。后来有位名叫柏齐力阿斯的瑞典科学家,根据戴维的理论,提出一种学说,认为所有元素都有正负两个电极,按正负两极电量的不同而相吸并化合抵消了部分电性,未抵消部分的电性还可以组成更复杂的化合物。真是“蛙腿引出大发明”。看来科学史上的许多大发明看起来常常起于偶然,其实往往都带有一定的必然性。

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