词条 | 伏打序列 |
释义 | § 简介 伏打序列 伏打在电的研究上,发现了金属的排列与正负电有关,为电池的出现打下了基础。1781年,伏打曾经对已有的验电器进行改造,制成了能够测定微量电荷的验电器。他把该验电器叫做麦秸验电器。次年,他又给验电器配上电容器,制成能用以测量低电压的电学仪器。1775年他发明了起电盘装置。他在给普利斯特列的信中描写了这种起电盘装置:在一个用丝绸吊起的金属盆中,放着树脂和沥青混合物的圆块,先使其带上电;盆盖的内外侧由于受到感应而带上不同的电荷,用手接触外侧使一种电荷消失,就可以由盆盖上得到与圆块上相反的电荷。只要圆块上有电,就可以不断地从盆盖上得到电荷。伏打的这些发明为他日后研究“动物电”创造了条件。 当伽伐尼的发现公布后,伏打非常震惊,立即着手这方面的研究。为了验证电的性质,伏打将一块金币和一块银币顶住舌头,用导线将两者连起来,舌头就感到了苦味。他将两种金属连接起来,一头接触眼皮上部一端用嘴含住,当刚一接触的瞬间,奇异的事发生了,居然产生了光的感觉!伏打开始认识到,金属不仅是导体,而且能够产生电;电不仅能使青蛙腿产生运动,而且能够影响视觉和味觉神经。这一结论很快引起了人们的广泛关注。由于天才的头脑,在对伽伐尼的动物电研究中,他很快意识到必须把这一效应的物理因素放到首要地位。他认为,青蛙的肌肉和神经中是不存在电的,是不同金属与湿的物体的接触产生了电的流动,蛙腿只是起到了验电器的作用。1793年12月,伏打在一封信中公开提出了反对伽伐尼动物电的观点,他一再强调电流在本质上是由金属的接触产生的,与金属板是否压在活的或死的动物体上无关。他倡导用“金属电”来代替“动物电”这个名称。伏打的观点一公布,犹如一颗重磅炸弹,引起了人们激烈的争论。 伽伐尼将青蛙的神经与青蛙的脊椎和腿接触,同样引起蛙的收缩,他用这个实验来反对电来自金属接触的说法。尽管他们各自的解释都不正确,但是他们的发现和争论却是具有非凡的意义。伏打坚持了自己的研究方向和观点,新的发现和发明接踵而来。在1796年的一封信中,伏打把金属(他把黄铁矿和木炭也包括在内)称为第一类导体或干导体,把含有金属元素的液体(盐、碱、酸等)称为第二类导体或湿导体。他指出:“把干的导体,即第一类导体与湿的导体,即第二类导体接触,就会引起电的扰动,产生电运动;产生这个现象的原因,目前还不清楚,只能认为是一般特性。”伏打用了三年的时间,用各种金属一一组合搭配的方法,研究两种金属相接触产生电的现象。他发现,同一种金属与某一种金属接触时带正电,与另一种金属接触时带负电。所以,金属究竟带何种电,取决于它,以及与它接触的金属的性质。如锌和铜接触,前者带正电,后者带负电;而铜和金接触时,铜则带正电,金带负电,当然,现在我们知道金属的这些性质,是跟它们失去电子的能力大小有关的。失去电子能力大的金属在实验中失去电子而带正电,能力小的金属获得电子而带上了负电。1797年,伏打公布了这些研究成果,不少学者感到惊讶。在大量实验的基础上,伏打确定了一个金属序列,只要按这个顺序将任意的两种金属接触,排在前面的那种金属将带正电,排在后面的那种金属将带负电。伏打排出的这个序列是:锌、铅、锡、铁、铜、银、金、石墨、木炭,这就是著名的伏打序列,又被作了一些补充。后来他还进一步发现,如果将不同的几种金属依次联接起来,其总的电位差与中间的金属种类无关,只与首、尾两端的金属性质有关。 § 相关链接 物理学 |
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