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用风筝捕捉雷电——揭示闪电的本质

 18世纪中叶,人们对电的了解还不多,对天上的雷电更是迷惑不解。人们惧怕雷电,心中对雷电充满了恐惧和疑惑。雷电发生在空中,人们够不着也摸不到,要研究它真是太难了。
 
  风筝是孩子们的玩具,而富兰克林却想到用风筝去捕捉雷电。富兰克林着手制作风筝,用杉树枝做骨架,蒙上一层轻薄又不易湿透的绸子,风筝就做好了。他又在风筝上装了一根铁丝,与亚麻风筝线连接起来,风筝线的末端拴了一个金属钥匙环。
 
  1752年7月的一天,费城下了一场大雷雨,富兰克林领着儿子来到牧场,他们把准备好的风筝抛向天空,不一会儿,风筝就飞上高空。富兰克林父子俩躲在一块屋檐下观察着,闪电出现了,“啪”的一声击中了风筝框上的金属丝,亚麻风筝线上的纤维顿时竖立起来,而且能够被手指吸引。富兰克林用食指靠近钥匙环,骤然间,一些电火花从他食指上闪过,他的手指出现了麻木感。他抑制不住内心的激动,大声呼喊:“威廉,我被电击了!”随后,他又将风筝线上的电引入储电容器中。回到家后,富兰克林用雷电进行了各种电学实验,证明了天上的雷电与人工摩擦产生的电具有完全相同的性质,彻底地击碎了闪电是“上帝之火”之说。富兰克林的试验,非常清楚地证实了闪电的本质——一种放电现象。
 
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由青蛙引出的电池发明
      
  电池是最先出现的连续电源,它的发明是电学研究的起点。那么,电池是怎样发明的呢?
 
  1791年,意大利的加伐尼教授的夫人患病,医生要她多吃青蛙。有一次,夫人发现剥了皮的青蛙腿与餐刀一起放在金属盘子里时,有时会出现抽动现象。她感到很奇怪,就告诉了加伐尼。加伐尼听到后非常感兴趣,为了弄清原因,他做了一个试验。他用两种不同的金属连接在一起去接触蛙腿,蛙腿立即抽动起来。随后,他又用带电的莱顿瓶和静电起电机接触蛙腿,同样使蛙腿发生了痉挛。加伐尼十分激动,为了进一步证实这种现象,他又拿来一只死去的青蛙做同样的实验,得到了同前面一样的结果。经过不断研究,加伐尼断定,两种不同的金属,正好形成青蛙神经和肌肉之间的电路。青蛙腿的抖动是电在作怪。加伐尼当时把这种现象解释为“生物电”的表现,以区别于静电。1793年,他在英国皇家学会会议上阐述了这一发现和见解,引起了科学界的极大兴趣。
 
  意大利巴维亚大学有一位叫伏打的教授听到这个消息后,起初也相信了加伐尼的观点。后来有一次,他无意中用两片不同的金属夹了一下舌头,意外地感到有一种不寻常的麻辣感觉。于是伏打收集了多种金属片进行舔试,发现金属不同,麻辣感觉也不同。在反复思考这一现象的原因时,伏打想到了青蛙腿抽动现象,认为这可能是由于产生了电的缘故。经过进一步的实验,他否定了加伐尼关于青蛙腿抽动原因的解释,认为青蛙腿抽动不是由于“生物电”的作用,而是由于两种金属相接触时产生了电所引起的,而且两种金属性质相差越远,所产生的电就越强。
 
  1799年,伏打在两种性质相差很大的金属片中间夹上多层用盐水沾湿的布片,制出了可供实用的电源。这种装置后来被称为“伏打电池”,这就是电池的祖先。
 
  1801年,拿破仑专门邀请伏打到巴黎皇宫,要他演示电池的原理,并给了他一笔重赏。
 
  以后,伏打又对电池进行了改进,把许多圆形锌片、铜片和用盐水浸泡过的圆形原纸片,按照铜片、纸片、锌片的次序一个个叠起来,制成了“电堆”,产生了电流。电堆可以产生连续恒定的电流,为电学研究开辟了道路。这一成果,发表在英国皇家学会学报上。从此,伏打的名字和他发明的电池传遍了世界。人们为了纪念他,以“伏打”命名电压单位。  信息来源:《亮报》
 
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