王荔
今天,我們對手機、無人機、電動汽車等科技產(chǎn)品已不陌生,你有沒有注意到在它們的發(fā)展過程中,電池技術的重要性日益凸顯?你知道電池是從哪里來的嗎?我們怎能忘記留在科學探索道路上一個個深深的“腳印”,忘記科學道路上的先驅(qū)們呢?讓我們一起走進天津電力科技博物館,去探尋科學家們發(fā)明電池的小故事,了解電池的發(fā)展歷史。
天津電力科技博物館館長 趙寶國
很久很久以前,人意識到了靜電的存在。古希臘時期,人們發(fā)現(xiàn)用毛皮摩擦琥珀后,琥珀會吸附細小的物體,就如同磁石能吸引鐵屑一樣。
18世紀80年代,意大利解剖學家伽伐尼在做青蛙解剖實驗時,發(fā)現(xiàn)當解剖刀接觸到青蛙蛙腿時,蛙腿會猛烈地抽搐一下。伽伐尼感到奇怪,又重復了一遍所有的解剖動作,發(fā)現(xiàn)了同樣的現(xiàn)象。他從這一現(xiàn)象推想這應該是來自青蛙體內(nèi)的生物電,從而提出了動物電的說法,并且于1791年將此實驗過程與發(fā)現(xiàn)寫成論文公之于眾。伽伐尼的發(fā)現(xiàn)引起了科學家們的極大興趣,大家紛紛重復伽伐尼的實驗,試圖有更多的新發(fā)現(xiàn)。
意大利物理學家伏打知道這件事后,也做了很多次實驗,他認為青蛙的神經(jīng)與肌肉組織肯定不會產(chǎn)生電,蛙腿抽搐說明青蛙本身是一個靈敏的驗電器。伏打認為兩種不同的金屬之間存在電勢差,在鹽水或堿水中相互接觸可以產(chǎn)生電的流動。
1799年,伏打用鹽水代替青蛙,將銅和鋅這兩種不同的金屬放到鹽水中接觸,真的產(chǎn)生了電流。銅和鋅之間的電勢差只有0.7伏左右,雖然非常微弱,但是很穩(wěn)定。伏打?qū)?個這樣的單元串聯(lián)在一起,就獲得了超過4伏的電壓。之后,伏打用各種物質(zhì)做實驗,最終得出了著名的伏打序列:
鋅、銅、錫、鐵、銀、金、石墨、木炭
用導線將伏打序列中的任意兩種物質(zhì)相連,位序在前的物質(zhì)帶正電,位序在后的物質(zhì)帶負電。最初,人們把這樣的電源裝置叫作“伏打電堆”,后來稱其為“伏打電池”。有了電池,電學的研究取得了重大突破。
當時的意大利由拿破侖統(tǒng)治,本身喜愛科學的拿破侖在得知伏打的發(fā)明后,接見了伏打,還給了他一大筆獎金。
伏打在發(fā)明電池后又發(fā)明了驗電器、儲電器等,這些發(fā)明在電學研究歷史上占有重要地位。后人為了紀念他,用他的名字作為電壓的單位,而伏打的意大利語名字Volta在英語里被寫成Volt,因此被翻譯成“伏特”。這下你知道了吧,其實伏特和伏打是同一個人。
伏打發(fā)明了具有實用價值的電池,這是一項具有里程碑意義的重大發(fā)明。電池照亮了人類實現(xiàn)電氣化的道路。人類對電的研究也由此從靜電研究上升到了動電應用。當你使用電池時,別忘了感謝一下這位發(fā)明電池的偉大科學家喲!
天津電力科技博物館是國內(nèi)第一家電力專業(yè)性展覽館,面向公眾免費開放。館內(nèi)設有“文明之光”“電的初識”“蹣跚起步”“砥礪奮進”“騰飛發(fā)展”“歷史抉擇”“未來已來”七個展廳,以能源的變革再現(xiàn)了電力百年發(fā)展的歷程,為我們打開了一扇接觸電力知識、領略電力文化、洞察能源大勢的窗戶。
在這里,你可以身臨其境感受收集天電時的震撼,可以跟隨時間模塊領略電力科學家的風采,可以親自嘗試電力工人百米高空作業(yè)的艱辛,還可以提前感受未來世界中電將給我們的生活帶來的巨大變化!
(天津市自然科學博物館學會 供稿)
在天津電力科技博物館第二展廳的“伏特的實驗室”展項中,我們可以通過幻影成像技術了解關于電池的歷史