6.1.3 伽伐尼的蛙腿生物电和伏特电堆在线视频

转眼间

时间来到了1780年

这一年11月的一天

意大利生物学家

伽伐尼正在厨房里做菜

今天他准备给夫人做一道传统的

波洛尼亚名菜烩蛙腿

教授是位解剖专家

操起手术刀来游刃有余

把一只只青蛙整治得十分妥贴

他的妻子站在一旁看得津津有味

看着 看着 她也一时兴起

拿起一把小刀

用刀尖去拨弄一条蛙腿

刀尖触及到蛙腿外露的神经时

死蛙突然颤抖了几下

啊呀 青蛙又活了

伽伐尼赶紧走过来

他注意到离桌子不远的地方

自己的助手正在书房里

调试一架起电机

会不会是起电机打火

而产生的感应

想到这里

伽伐尼产生兴趣了

他立即跑去调试起电机

使它连续打火

但却看不出死蛙有什么反应

这时教授想起了富兰克林的话

大气中的电和莱顿瓶中的电

具有相同的性质

于是他用铜钩

把蛙腿挂在花园里的铁栅上

每当雷雨天气时

果然可以看到蛙腿在颤动

不过这种奇怪的颤动

有时在大晴天也可以看到

这又是为什么呢

伽伐尼百思而不得其解

此后他又继续进行了实验研究

但是未能找到答案

一晃6年过去了

就在这一年

一艘英国船从南美把几条电鳗

带到伦敦

南美的土著人都知道在捕捉电鳗时

如果遭到它的一击

捕鱼人会身体灼痛

发热 发胀 发麻

于是土著人就利用电鳗的这种攻击

来治疗风湿痛

这次由轮船带来的电鳗

被放养在水族馆里

引起了市民们的极大兴趣

有人去摸鱼的头部

尝到了攻击的滋味

这种滋味与莱顿瓶放电时

给人的电击非常的相似

后来

有位科学家

让电鳗给莱顿瓶充了电

从此大家都相信了

电鳗的攻击

是一种动物放电现象

消息很快传到了意大利

伽伐尼顿觉眼前闪过一道亮光

6年前的往事又历历在目

青蛙颤动的原因

并不是起电机放电

也不是大气放电

而是在于

青蛙体内本身就储藏着电

是啊

世界上应该有着各种各样的电

有摩擦产生的玻璃电和树脂电

有富兰克林发现的天电

还有我伽伐尼发现的动物电

他非常激动

不禁吟唱起谢林的诗篇

啊 电是宇宙的活动

是宇宙的灵魂

1786 年9月20日

风和日丽的一天

伽伐尼在一间密闭房间里

进行了这样的实验

他首先用铜钩勾住蛙腿

平放在一张玻璃板上

再用一根细长的弯铁杆

一端去接触铜钩

另一端去碰蛙腿

果然看到了蛙腿会颤动

但是如果换成玻璃弯杆去试验

青蛙却一点也不会动

这样就更证实了伽伐尼的设想

动物体内存在着动物电

金属弯杆只是起到了一种传导作用

1792 年

伽伐尼 发表了

《论肌肉中的电力》一文

他向科学界宣布了他对动物电的论述

在紧缩现象发生时

有一种很细的流体

从神经流到了肌肉里去了

这就像莱顿瓶中的电流一样

伽伐尼的研究成果

立即受到了欧洲学术界的普遍赞扬

大家推崇说

这是科技史上一件有意义的重大发现

1793年某日

伽伐尼应邀来到

伦敦皇家学会作演讲

演讲这一天

大厅前排坐着一位中年人

虽然全神贯注地听演讲

但自始至终却一声不吭

此人是伽伐尼老乡

物理学家亚历山德罗·伏特

他是电学界的一位新秀

几年前

因为发明了新型起电盘而升荣为教授

两年前还当选为

伦敦皇学家学会会员

今天见搞解剖的同乡伽伐尼

在讲台上大谈电学

心里还有一点颇不服气

他想

死青蛙体内究竟有没有电

得让我回家里仔细琢磨才知道哩

伏特回到家里

潜心研究了几个月

居然提出了一项新的观点

他认为蛙腿本身不放电

而是外来电使蛙腿神经兴奋产生抽搐

蛙腿只是起到了电流计的作用而已

电的真正来源

是铜和铁两种金属的接触

为了证实自己的观点

他只用一种金属来替换

伽伐尼实验中的铜钩和铁杆

结果蛙腿一点也不会颤动

于是伏特认为

伽伐尼在实验里发现的电流

不应该叫做动物电

而应该叫金属电或者接触电

伏特的观点

受到了电学家们的支持

而伽伐尼的学说

得到了生理学家们的赞同

这两种学说之间的争论

一直延续了几十年之久

伏特是一个脚踏实地的人

他决心要让事实来说话

经过7年含辛茹苦地钻研

他发现了金属的排列

与正负电荷有关

即伏特序列

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

伏特序列的顺序如下

锌 铅 锡 铁 铜

银 金 石墨 木炭

这就是著名的伏特序列

后来又作了一些补充

他的进一步研究还发现

如果将不同的几种金属

依次连接起来

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

如果用一根导线

把两片不同金属片连起来

再把两片金属片浸入到盐水里

线路之间就会产生电流

1800年6月26日

伦敦皇家学会演讲厅里

像过节般一样的热闹

伏特正在这里演示他的新发明

只见伏特

把17枚银币和17枚锌片

一片隔一片叠放起来

并在银币和锌片之间

放了一层浸透了盐水的马粪纸

34个小圆片

叠放起来有几十厘米高

然后他从顶

底两块金属片上各引出一根导线

令大家惊诧的是

这些天天都看到的银币

和锌片叠放起来后

真的产生了电

伏特把两根引线的外端靠近时

响起了噼啪声

迸发出火花

引出大厅里发出了阵阵的掌声和赞叹声

伏特示意大家静下来说

如果用30 40 50

或者更多的银币和锌片来做实验的话

效果会更好

它产生的电击效果

虽然不如莱顿瓶放电那样的强烈

和激动人心

但它的优点

却是莱顿瓶无法与之相比

它不需要充电

只要我们去碰它

它就会产生电击

而且无论碰它的次数多么频繁

伏特一边说

一边使两根引线不住地相碰

发出一阵阵的爆鸣声

闪烁起一簇簇火花

使大厅里的观众热情高涨

欢声雷动

最后他提议

把自己的发明称为伽伐尼电池

以此来表达自己的感激之情

他说没有他的启发

我是不会获得今天的成就

我永远感激他

我们永远不可忘记他

但伽伐尼竭力退让

后人多称其为伏特电堆

1801年10月

他应邀去法国科学院到巴黎进行演讲

这一次他在讲台上放的不是传统的电堆

却是几只小碗

碗里盛了盐水

他在每只小碗里浸入

一片铜片和一片锌片

然后再用导线把它们一一串联起来

他一边安装一边解释

这种装置我叫做杯冕

比原来的电堆更好

因为金属竖起来放

不放电时

不会被腐蚀

寿命可以长得多

在这次演讲获得了巨大的成功

他受到了当时法国的统治者拿破仑的接见

并授予他一枚金质奖章

和一份养老金

人类历史上第一个真正的电池

伏特电堆

正式诞生了

它给人们提供了产生电的装置

不久之后

法国化学家盖.吕萨克改进了伏打电池

在一个大木槽里

每隔一定距离开出一个槽沟

把两种不同的金属片

按间隔次序插入到槽沟内

再在槽里注入硫酸溶液

著名化学家戴维

用这种低效电池发现了

十几种化学元素

大科学家法拉第

用这种电池发现了著名的电解定律

而霍耳用它发明了

电解法生产出铝

伏特电池在历史上的功绩还不小呢

为纪念伏特的功绩

现在人们将他的名字

作为电压的单位

1伏特等于对每1库仑的电荷

做了1焦耳的功

即在1A恒定电流的导线上

当两点之间导线上的功率耗散为1W时

这两点之间的电位差就称为1瓦特

我们日常生活中常见电压有

电视信号在天线上感应的电压大约是0.1mV

维持人体生物电流的电压大约是1.2mV

一节标准的铅蓄电池电压为2V

人体安全电压一般不高于36V

民用电压 220V/ 日常用的动力电压是380V

闪电的电压大致的多少呢

他大约可以到1000kV 非常大的电压

好本节课到此结束

同学们 再见