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他发明了最早的“蓄电池”

科普小知识2022-07-29 14:25:47
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1747年春天的一天,在法国巴黎市中心的教堂前,举行了一场史无前例的“千人地震”表演。场景非常壮观:只有700名僧侣手拉手站在观景台前排队。这条线有900英尺长。看完舞台后,路易十五国王和王室成员坐在来宾席上。观众中充满了“吃甜瓜的人”。

这时,一个留着胡子的中年人从客桌前站起来,走到和尚面前。他把一个玻璃瓶放在最上面一排的修士手里,然后从瓶子里抽出一根铁丝,让其他修士轮流拉铁丝,直到最后一个。

“陛下,演出正式开始了!”一个名叫Nolette的人,在向国王表示了礼貌之后,来到了游行队伍的最前面,轻轻地拉了拉带有绝缘手柄的卸货叉。

奇迹发生了。诺莱特拉向卸货叉的那一刻,700名僧侣几乎同时跳了起来。来宾和观众,包括国王,都目瞪口呆,过了很长时间,欢呼声才爆发。

他发明了最早的“蓄电池”

诺莱特的电击实验(从法拉第到麦克斯韦,樊沂出版社)

“这是电的力量,”诺莱特大声说道。“这个电瓶名为莱顿瓶,是著名的马森布鲁克教授的杰作。我们向他致敬!”

谁是梅森·布洛克?为什么他发明了莱顿瓶?这必须从一百多年前开始。

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在英国皇家医生吉尔伯特对电和磁进行了彻底的研究并创造了“电”这个术语之后,世界各地的科学家都进行了电学实验,以揭开电学的神秘面纱。研究的第一个问题是通过人工手段获取电力。

首先解决这个问题的是德国马德堡市长奥托·冯·格里克。市长不仅对官场感兴趣,而且对科学着迷。他是当时著名的物理学家。“马德堡半球实验”是他的代表作之一。经过多次实验,奥托·冯·格里克于公元1650年发明了摩擦起电机:用布自动摩擦旋转的硫磺球以获得静电。这台机器在人们对电的本质的理解上取得了巨大的进步。

他发明了最早的“蓄电池”

“马德堡半球实验”场景想象图(网络图)

继奥托·冯·格里克之后,科学家们已经生产了许多种静电发生器。

很快,一个新的问题出现了:你如何保持所有的电?你每次用电都用电器吗?

世界各地的科学家又开始忙碌了。当时波兰莱顿大学的物理学教授马森布鲁克也不例外。马森布鲁克从年轻时起就对电学研究特别感兴趣,并且做过许多电学实验。

他发明了最早的“蓄电池”

马森布鲁克图像(网络图)

公元1746年的一天,梅森·布洛克在实验室找到了他的助手科尼利厄斯,帮助他完成了一项电学实验。他先把玻璃瓶装满水,然后用塞子塞住。然后将铁钉插入软木塞,并将铁钉与起动器连接。

"科尼利厄斯,请帮我拿着玻璃瓶,记录下玻璃瓶里的情况."马森布鲁克说,然后拉起电器。

“哇!”朝日奈要突然叫了一声。原来他左手拿着一个瓶子,当他的右手穿过左手去拿钢笔时,他感到震惊。他立即用右手扶着墙,用左手迅速将玻璃瓶放在测试台上。

“对不起,”马森布鲁克敏锐地感觉到储电的秘密就在瓶子里。朝日奈要平静下来后,他们交换了实验场所。朝日奈要摇晃了一下设备后,马森布鲁克小心翼翼地用食指碰了碰钉子。

“啊!我的胳膊和身体有一种说不出的恐惧感。简而言之,我以为一切都结束了。”马森布鲁克摇晃着身体,坐在事先准备好的凳子上,说出了自己的感受。在一天结束的时候,我不忘补充一句,“即使我得到了整个法兰西帝国,我也不会再做这个实验了。”

根据个人经验,马森布鲁克证实了瓶子里储存的是电。一个意想不到的发现导致了电学史上第一个电容器。然而,他不确定电是储存在玻璃瓶里还是储存在瓶子里。

他发明了最早的“蓄电池”

马森布鲁克正在研究如何保持电力的实验(网络图)

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当马森布鲁克要求卡那密斯向外界报告他的节电实验时,欧洲国家感到震惊。科学家用电瓶车进行实验,比如用瓶中的电火花杀死老鼠,用电火花点燃酒精。魔术师用这个瓶子作为工具,让观众感觉清爽。

作为马森布鲁克的“粉丝”之一,法国科学家诺莱特在仔细研究了马森布鲁克的实验后,赞叹不已。根据马森布鲁克是莱顿大学教授的事实,他把实验中的装有电的罐子叫做“莱顿罐子”,而马森布鲁克做的实验叫做“莱顿罐子实验”。为了让世界接受马森布鲁克的观点,他写信给路易十五请求指示,并在教堂前公开组织了上面提到的“千人地震”。

尽管莱登罐很简单,但非常实用。后来,科学家们改进了莱顿罐,将水倒出,在罐的内外贴上一层锡纸。瓶子内设有金属链条,链条与外部金属杆连接;杆上装有一个球,带有绝缘手柄的排放叉用于排放莱顿瓶。经过这种改进,莱顿罐使用起来更加方便。作为人类最早的电容器,称莱顿瓶为世界上最早的“蓄电池”并不为过。

他发明了最早的“蓄电池”

博物馆里的莱顿瓶(网络图)

他发明了最早的“蓄电池”

莱顿罐的改进示意图(来自网络)

在马森布鲁克发明了莱顿储电罐之后,科学家们对电学的研究变得更加热情。一个困扰科学家的新问题出现了:世界上的闪电和在莱顿罐子里产生火花的电是同一种电吗?为了解决这个问题,一些科学家勇敢地前进,一些科学家为此牺牲了自己的生命。请看下一集《闪电捕手》。

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备注:

1.奥托·冯·格里克于1602年11月20日出生在德国的马格德堡,1685年5月11日在汉堡去世。著名的物理学家和工程师。他是第一个获得真空的科学家,并主持了“马德堡半球”实验。他发明了最早的摩擦马达,并获得了获得静电的方法。