秋意大利动物学家伽尔伐尼发现了一种动物体验

电学的形成

在日常生活中，我们往往有这样的体验：当用梳子擦梳头发后，能够吸引一些碎纸屑，这是什么原因呢？原来这是静电在暗中作怪。早在3000年前的古希腊，人们流行用琥珀作装饰品，希腊人用布摩擦这种装饰品时，发现它能吸引尘埃和短线等碎小的轻物品。由于琥珀具有这种神秘的性能，人们称之为“魔法的宝石”。现代英语里的“电”就是从希腊语“琥珀”一词派生出来的。那么，是谁首先将这一现象称为产生了“电”呢？16世纪，英国医生吉尔伯特最先研究静电。他做了个实验：取大约10厘米长的金属丝置于一根棒子的尖端上，使金属丝能自由地回转，然后将摩擦过的琥珀和水晶等移近金属丝，这时金属丝即发生摆动，吉尔伯特将这一现象叫做产生了电。不过，他发现的只是静电的引力。关于静电的互相排斥力，则是17世纪德国的格里凯经实验发现的。他使两个带静电的硫黄球靠近，发现两个硫黄球有互相排斥的作用。据此，他指出的静电有相互吸引和相互排斥的两种作用力。另外，他还发现：把带电的硫黄球和不带电的物体相接近时，不带电的物体也有了电，他通过观察这样的实验发现了电磁感应现象。1709年，英国的霍克斯比改进了格里凯的硫黄球装置，用玻璃球代替硫黄球。这样，能够高速旋转的玻璃球可以产生很大的电量。此后，人们纷纷使用改良过的起电器来获取大量的静电。人们虽然有办法产生大量的静电，但是怎样才能把它搜集贮存起来呢？这就出现了莱顿瓶。

莱顿瓶的诞生为制造贮存静电装置立下了汗马功劳，它为后来蓄电池的产生和发展奠定了基础。

1745年，荷兰莱顿城的两位学者马森布罗克和科内乌斯，想用装有半瓶水的瓶子来搜集静电，于是把起电器和装水的瓶子联结起来。但这样做的时候，瓶子产生了剧烈的震动而掉落了下来。后来马森布罗克给他的朋友雷奥米尔的信中这样写道：“即使是法兰西国王也受不了那样的震动。”此事传到法国后，引起了人们很大的兴趣。法国的夏恩·雷诺曾在国王面前做了一个试验：他让100名士兵携起手来，让站在队伍一端的士兵触电，而此时全队的每个士兵都有麻酥酥的触电感觉。马森布罗克和科内乌斯发现的这种电震现象促使他们进一步深入研究制造贮存静电装置。他们在玻璃瓶瓶壁的内侧和外侧贴上锡箔，并用绝缘物质做一个瓶塞，从塞子中心插入一个金属棒，使金属棒与瓶壁内侧的锡箔联结起来。这样一来，给金属棒的上端带电时，电量即可传送聚集到瓶壁内侧的锡箔上。他们二人用他们居住的城市的名字来命名他们发现的集电瓶，称之为“莱顿瓶”。莱顿瓶的发明成了当时有名的新闻，有许多魔术师携带着起电器和莱顿瓶周游各地卖艺，为人们做触电麻感表演。

莱顿瓶的发明为人们制造贮电装置描绘了一幅乐观的图景。接下来的工作就是选用什么样的材料以及怎样完善这种装置，而正是这导致了电池的诞生。

1780年秋，意大利动物学家伽尔伐尼发现了一种“动物电”。一次，他把妻子作药用的青娃无意中放置在实验桌上的起电器旁，当他妻子用小刀剥青蛙皮时，死青蛙的腿竟抽搐地动了起来，妻子吃惊地把这个情况告诉了伽尔伐尼。伽尔伐尼想这是不是电的作用呢？接着他做了许多观察试验。他把剥了皮的青蛙剖开悬挂起来，并将青蛙的腿用铁丝与地面联接起来。当有雷电出现的时候，则可看到青蛙的腿在不断地抽搐。后来即使在晴朗的日子里，也能看到青蛙的腿在不时地痉挛抽搐。通过对这些现象的分析，他认为青蛙腿的抽搐与空中的电没有关系，而是由两种不同金属的互相接触而引起的。他指出这是由动物体内部所产生的一种电，他把上述的电称为“动物电”。伽尔伐尼的实验论文引起了欧洲学者们的广泛注意。意大利帕比阿大学教授伏打反复地做伽尔伐尼的实验，有时出现上述情况，有时则没有，因此伏打怀疑伽尔伐尼实验的可靠性。伏打于1793年用金属的接触来解释伽尔伐尼电。他做了这样的实验：把两块由不同金属制作的舌型板接触，则有电流出现；而相同金属的舌型板相接触时则没有电流出现。伏打通过实验终于弄清楚了：抽搐的青蛙腿并未产生电流，电流是由两块不同金属的板相接触而产生的，伏打利用验电器完成了这个实验。并且发现，当用锌板与铜板相接触而出现电流时，锌板一侧为负电，铜板一侧为正电。而采用其它金属时，根据所用金属种类的不同，两侧分别为正和负（或负和正）。伏打据此指出：伽尔伐尼所说的“动物电”不对。他称自己发现的电为“金属电”，并编制了一个接触生电的材料序列，其顺序是：锌、锡、铅、铁、铂、金、银、石墨、木炭等。接触生电所选用的材料，在上述序列中两种材料相隔得越远所产生的电流越大。

1798年，伏打在银圆板和锡圆板之间充填了50层到60层浸渍了盐水的布片进行观察，他发现这个实验装置产生了以往所没有过的强电流，这就是世界上最早发明的电池。伏打电池为19世纪电化学奠定了基础。1800年，伏打在伦敦公布了他发明的电池，这种电池不仅在英国各地传开，而且很快就传到了法国，受到好评，伏打本人还为此获得了拿破仑奖章和奖金。

此后，人们对伏打电池进行完善、改进。1836年英国的丹尼尔制造了丹尼尔电池。此后陆续出现了本森电池和格罗布电池。但是，那时电池的电压随着使用时间的延长而逐渐下降，却没有找到解决的办法。1860年，法国的布朗特埃发明了用铅制造的电池。当电压下降时，可以给这种电池通以反向的电流，使电池的电压回升上来，即所谓的充电电池、蓄电池。但是，不论是蓄电池还是一般的电池，在阳极金属棒和阴极金属棒之间都必须灌装液体酸，移动起来很危险。为此，1891年日本的屋井先藏发明了一种干电池，他把曾经被用过的拉古兰久电池的氯化铵液体换成了糊状的氯化铵，并严加密封。经过坚持不懈的研制，1926年，屋井先藏改用碳棒作干电池的阴极。至此，通过从人们发现静电的存在莱顿瓶的发明、伏打电池的问世，以及后人对伏打电池的完善，科学家们在蓄电池研制的道路上留下了不可磨灭的贡献。