伏特的青蛙实验,不能自拔

  伏特却是那样的认真,细心地体味着口中的滋味……突然,他”呸”地一声把嘴里的金属玩意儿吐了出来。原来,他感到满嘴的酸味儿。不一会儿,他又让助手找来一把银勺,用它换下了那枚银币。这次,他将银勺和锡片交换了位置,重新又做了一次“青蛙吃虫”的“游戏”。当助手将金属导线接通的一瞬间,伏特感到嘴里像含了一口盐水。实验证明,两种金属在一定的条件下就能产生电流。伏特坚信:只要能把这种电流引出来,就能造福于人类。

消息传到意大利帕维亚大学,当时伏打教授(1745~1927)也赞成伽伐尼的观点,称赞这是“在物理学和化学史上足以称得上划时代的伟大发现之一。”

伏特的青蛙实验,不能自拔。伏打的打脸被反弹了,开始有点耍无赖,“不管不管我不管,你那个汞也不纯,爱咋咋地”。

  1792年的一天,意大利帕维亚大学的物理学教授伏特一大早就钻进了实验室。助手们惊疑地发现,伏特手里拿的不是物理实验用的器材,而是一个关着十几只活蹦乱跳的青蛙的笼子。原来,几个月以前,有一位名叫伽伐尼的解剖学家发表了一篇论文,说动物肌肉里贮存着电,用金属接触它们,电就会跑出来。作为一个研究电学的物理学家,伏特想亲自来做一做这个实验。经过一次又一次的实验,伏特终于找到了“动物肌肉里贮存着电”的秘密所在。原来,并不是蛙腿上的电跑到金属中来,而是两种不同的金属接触,产生的电流刺激了蛙腿,才使它们的肌肉充电而收缩。

伏特的青蛙实验,不能自拔。伏特的青蛙实验,不能自拔。伏打决心重新研究这个现象。他想,如果用两种不同的金属,再加上动物体内的某种什么东西。就可以产生电流,那么这种东西是什么呢?通过分析,他终于想到这种物质可能是食盐溶液,因为食盐溶液广泛地存在于生物体内。

伏特的青蛙实验,不能自拔。“科学致富”的伏打,名声越来越大,以至于“电压”的单位“伏特”,就是以他命名的。

伏特的青蛙实验,不能自拔。伏特的青蛙实验,不能自拔。  从此,伏特全力研究起金属和电的关系。一天,他把自己当“青蛙”,在自己身上做起实验来。他拿出一块锡片和一枚银币,让助手把这两种金属放在自己的舌头上,然后用金属导线把它们连接起来。助手见伏特伸着舌头,一本正经的样子,活像只张大嘴想吃虫的青蛙,忍不住暗暗发笑。

伏打制作的电池使人类第一次获得了持续的电流。这在电学史上是件有重大意义的事。直到今天在伏打发明的基础上制造的各种电池还在工业、民用、军事等方面广泛地发挥着作用。

图片 1伏特的青蛙实验,不能自拔。科幻小说——《弗兰肯斯坦》内页。图片来源:维基百科

  经过一次次的实验,伏特用一些交替堆叠的铜板和锌板,在其间夹上卡纸和用盐水浸过的布片,终于发明了被后人称作“伏特电堆”的电池。而电压的单位名称也被命为“伏特”。

伽伐尼发现的“动物电”,在欧洲科学界引起很大兴趣,许多人认为这是了不起的发现。“动物电”的假说也被许多人无条件地接受下来,因为那时人们已经知道有一些鱼类是带电的,如电鳗、电鯆等,所以相信别的动物体内也可能贮有这种“动物电”。一时间蛙腿几乎成为每个实验室里必备的物品。

1800年,伏打最终证明了自己的理论。但人们的鼓掌欢呼,在伏打看来无关紧要,因为他最想给展示的那个人——伽伐尼——已经在坟墓里躺了两年。

伏打还发明了验电器、储电器、起电盘等电学仪器。所以有人称他为电学的奠基人。科学界为了纪念他,用他的名字命名电压的单位。称为伏特。

伏特的青蛙实验,不能自拔。现象是重复出来了,可渐渐的,伏打却有了别的看法。

但是,伏打是一位治学态度十分严谨的电学专家。他认为伽伐尼的观点还要进一步用实验来验证。通过多次实验,伏打又开始怀疑并反对伽伐尼的观点了。因为他从实验中发现,用两种不同的金属接触自己的舌头,也可以产生电,并不一定要接触裸露出来的肌肉。可见电并不是从肌肉和神经中产生的。而且通过实验伏打发现,产生“动物电”必须用两种不同的金属,如果用两种相同的金属就不会引起蛙腿的收缩。由此,伏打认为电是产生于不同的金属与潮湿物体的接触,蛙腿只是起到了“验电器”的作用。所以,他提出用“金属电”代替“动物电”。

作为“被选中”的蛙。它,准确地说,是它的一部分——大腿,正被铁丝挂在意大利北部一处宽敞的阳台上。

伏打着手用食盐水和金属制作电池。为了缩小体积和增强效果,他用铜和锌做成了许多小圆片,然后按铜片、吸水纸、锌片、铜片、吸水纸、锌片、……的顺序叠成一摞。其中每张吸水纸都饱含盐水。最后,用一根电线接在最下面的铜片上成为正极,一根电线接在最下面的锌片上成为负极。于是世界上第一个电池便诞生了。

图片 2伽伐尼关于露天测试青蛙腿的论文插图。图片来源:Helix.com.

当年,伽伐尼与伏打争得不可开交。因为二人都是权威人物,“生物电”和“金属电”各有一众“电粉儿”。为了记述当时的情景,人们甚至创作了一首歌谣:

这一切都说明:电来自青蛙本身,而不是环境的影响。

伏打也是当时“电学大军”中的一员。他从十六岁就开始研究电,在这行干了三十年。起初,他读到伽伐尼的论文时,感到这位大佬的理论甚是惊为天人,于是便开始重复伽伐尼的实验。

“生物电”和“金属电”,似乎都能解释“青蛙腿跳动”现象,二人你来我往,十分热闹。

从两种金属到同种金属,从杂质金属到高纯金属,从金属到木炭,从木炭到纯青蛙。伏打怼了伽伐尼一路,但每次都被伽伐尼“见招拆招”,强势碾压。屡败屡战的伏打似乎也偃旗息鼓,渐渐不再发声。

图片 3伏打亲手制作的“伏打堆”,现藏于意大利伏打博物馆,图片来源:维基百科

打南边来了个伽伐尼,手里提拉着二斤青蛙腿。
打北边来了个伏打,腰里别着两块金属。

他后来还把这套理论扩展到人身上,他说人跟青蛙一样,体内带有电,有的人带电多,所以容易暴躁,甚至癫痫。如今看来,这一猜想当然十分荒谬,但也说明“电”的神秘,留给了人们巨大的想象空间。

图片 4伏打画像,图片来源:维基百科

(编辑:小柒)

南边提拉着青蛙腿的伽伐尼说青蛙腿带电,金属只是激发用,
腰里别着两块金属伏打说金属带电,才让青蛙腿跳。

远远放置的发电机,晴朗无电的午后——在这些在没有电的环境中,青蛙腿也有抽动的现象!

然而,另一位意大利科学家,突然跳出来实名反对伽伐尼,他就是伏打(特)

(注:本歌属作者虚构,如有雷同实属巧合)

伏打找来一块锌板和一块铜板,把它们分开浸泡在盐水中(代替原实验用的青蛙腿)。在这个简单的设计里,他居然检测到了电流。这一装置,后来被命名为“伏打堆”

|· 本文来自“我是科学家”·|

图片 5伽伐尼电池。图片来源:维基百科。

伽伐尼岂能坐以待毙,“既然伏打说不同金属间有电压差,那我用一样的总可以了吧”。他立刻找了两个相同的铁钩子去触碰蛙腿,照样观察到了抽动。

这只蛙腿的抽动,可能受到了旁边的发电机的影响,伽伐尼这样想。于是,他把发电机移动到远处,又做了次试验。结果,蛙腿还是动了,而且抽动的幅度一样,说明,这好像跟发电机没啥关系。

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