【无线通信发展史⑨】1791年路易吉·伽伐尼-关于动物电的研究与1800年亚历山大·伏打伯爵-电池:伏打电池

news2024/11/17 5:42:48

     前言:用这几个问答形式来解读下我这个系列的来龙去脉。如果大家觉得本篇文章不水的话希望帮忙点赞收藏加关注,你们的鼓舞是我继续更新的动力。

  1. 我为什么会写这个系列呢?

        首先肯定是因为我本身就是一名从业通信者,想着更加了解自己专业的知识,所以更想着从头开始了解通信的来源以及在每一个时代的发展进程。

  1. 为什么会从头开始写通信?

        我最早是学习了中华上下五千年,应该说朝代史,这个算个人兴趣,从夏朝开始到清朝,古代史的结束,后面我还看了近代史的历程,所以在要学习通信历史的时候我也采用了或者方法,想一步一步的去源头开始,看看通信是怎么发展到今天,这是个很好的主意。也是一个很好的学习方法。

  1. 你觉得这个系列有什么优势?

        我觉得优势就是我以身代入,一步一个脚印的去学习,中间碰到的问题也会扩展到再去学习解决,很好的解决了作为初学者一些问题的困恼,不至于一笔跳过很多东西,所以很适合后面的读者跟随我的学习步伐一起向前。


7️⃣ 1791年路易吉·伽伐尼-关于动物电的研究 

        伽伐尼电流是伽伐尼在1791年发表的 《论在肌肉运动中的电力》 中描述的经历:“我把青蛙放在桌上,注意到了完全是意外的一种情况,在桌子上还有一部起电机…我的一个 助手 偶然把解剖刀的刀尖碰到青蛙腿上的神经,…另一个助手发现,当起电机的起电器上的导体发出火花时,这个青蛙抽动了一下,…因这现象而惊异的他立即引起了我的注意,虽然我当时考虑着完全另外的事情,并且是 全神贯注 于自己的思想的。
        公元1786年,意大利物理学家、医生伽伐尼在实验室解剖青蛙,把剥了皮的蛙腿,用刀尖碰蛙腿上外露的神经时,蛙腿剧烈地痉挛,同时出现电火花。经过反复实验,他认为痉挛起因于 动物体上本来就存在的电 ,他还把这种电叫做“动物电”。五年后,既 1791年把研究的结果整理写出了《论肌肉运动中的电》, 他把自己长期从事蛙腿痉挛的研究成果发表。这个新奇发现,引起科学界大为震惊。
        在伽伐尼的一系列实验中,发现不同的金属与许多动物的肌肉连接并放电时均可以引起痉挛现象,并认为肌肉的痉挛是由于电流流经肌肉的神经而引起的,并认为动物体内也有类似莱顿瓶之类的静电储存装置,这一研究引起了大部分学者的关心,其解释也被广泛地认可。

 

8️⃣1800年亚历山大·伏打伯爵-电池:伏打电池(因音译不同,也称为伏特电堆或伏特电池) 

        曾任帕维亚大学物理学教授的阿里山德罗•伏特(Alessandro Volta,1745-1827),并不同意自己的同乡伽伐尼的观点(即两种不同的金属与蛙的肌肉接触会产生电流),他认为这是不同金属在盐溶液中形成的原电池现象。为了论证自己的观点,他于1794年把两种不同的金属片浸在各种溶液中进行试验,结果发现这两种金属片中只要有一种与溶液发生了化学反应,金属片之间就能够产生电流,从而确定产生电流并不需要动物组织的存在。伏特由此指出,伽伐尼发现的“动物电”,在本质上是两种不同金属和湿的动物体连在一起产生的,不是“动物电”而是“金属电”。伏特的异议,促使伽伐尼进行更加严密的实验,并取得了成效。他很快就修正了自己的解释,并从实验中获得了动物体内确实存在“动物电”的新证据。

 从现代科学来看,正是不同金属在盐溶液(刚腌制的鱼或蛙腿表面的液体也是盐溶液)中产生了电,电刺激肌肉或支配肌肉的神经从而导致肌肉收缩。而肌肉收缩的本质,则是神经和肌肉本身都是可兴奋组织,可以产生生物电。由此可见,伽伐尼和伏特各自掌握了真理的一部分

        伏打的外部电(金属接触说)和伽伐尼的内部电(神经电流说)之间展开了长期的争论 

伏打提出:“蛙腿抽动的电能,不是来自青蛙,而是来自与蛙腿接触的金属”。

为了证实自己的假设,他把两种金属放到自己舌头上,此时会有微麻的感觉,这说明在不同的金属间产生了电。而蛙腿,只是受到了金属电的影响,作用跟电流计一样。

伽伐尼对此是怎样回应的呢?

“既然不同金属间有电压差,那用一样的呢?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。

伏打认为这是因为伽伐尼使用的金属杂质太多,有小电流造成的。

接下来,伽伐尼又找来高纯的汞来重复实验,结果也成了。

可是,伏打依然认为是汞不纯造成的。

一个认为是“生物电”,另一个坚持是“金属电”,到底是谁说的对呢?

就在两人谁也说服不了谁之时,有人用木炭成功带动了青蛙腿!

不用金属也能行?

看来胜利是伽伐尼的了。

但伏打也毫不示弱,木炭也是导体!导体都带电荷!

最后,伽伐尼索性就用青蛙的神经去碰青蛙腿的肌肉,蛙腿还是跳了!

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。伏打一直在与伽伐尼对峙,但每次都被伽伐尼“见招拆招”,强势碾压。于是伏打渐渐不再发声。

如此一来,似乎是伽伐尼的“生物电”理论略胜一筹。

1798年,伽伐尼去世,然而,伏打还在努力。

最后伏打换了另外一种方式——他用一块锌板和一块铜板,把它们分开浸泡在盐水中以代替原来实验用的青蛙腿。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”。

伏打教授虽然错误地否定了生物电的存在,却意外发现了电池的原理,成为世界上第一个发明电池的人。

(从当代科学的角度看,伽伐尼和伏打的理解都没有错。伏打研究的是金属间的电位差;而伽伐尼发现的“电”则来自于生物体内的细胞——每个小细胞,其实都是一个小电池,伽伐尼的“生物电”,是这些“小电池”作用的积累。这也解释了为什么青蛙神经连接蛙腿,也能造成蛙腿跳动的现象。)

 

        伏打经过实验创立了一个了不起的电位差理论。就是说不同金属接触,表面就会出现异性电荷,也就是说有电压。他还找到了这样一个序例:铝、锌、锡、镉、锑、铋、汞、铁、铜、银、金、铂、钯,在这个序列中任何一种金属与后面的金属相接触时,总是前面带上负电,后面带正电。这是世界上第一个电气元素表。只要有了电位差、电势差,即电压,就会有电流。 

当两种金属相互接触时,由于不同种的金属逸出功不同,相互逸入的电子数目不相等,在接触界面上电子分布不均匀,由此产生电势差,称为接触电势。

逸出功又叫功函数或脱出功,是指电子从金属表面逸出时克服表面势垒必须做的功。

 

        1800年3月20日,伏打正式对外宣布:电荷就像水,在电线中流动,会由电压高的地方向电压低的地方流动,产生电流,即为电势差。为此,他写成一篇论文《论不同金属材料接触所激发的电》,寄给英国皇家学会,不幸受到当时皇家学会负责论文工作的一位秘书尼克尔逊有意的搁置,后来伏打以自己名义发表,终于使尼克尔逊的窃取行为遭受学术界的唾弃。 

伏打电堆堪称人类的第一种电池。

公元1836年,英国科学家丹尼尔对伏打电堆进行改良:使用稀硫酸作电解液,解决了电池极化问题,制造出第一个能保持平衡电流的锌铜电池,因为这种电池能充电,可以反复使用,所以称它为蓄电池。

公元1887年,英国人赫勒森发明了最早的干电池,其电解液为糊状,不会溢漏,便于携带,因此获得了广泛应用。

公元1890年,爱迪生发明了可充电的铁镍干电池,把电池的发明推向一个新阶段。

 

 

1 #include "stdio.h"
2 void main()
3 {
4     int time;
5     for (time=1;time<=10;time++)
6     printf("%d、喜欢的帮忙点赞收藏加关注哦!\n",time);
7 }

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