生日快乐,亚历山德罗·沃尔塔

2018年2月18日

“我收集了周围的生活工具,我可能会注入脚下毫无生气的事物的火花。”

因此开始了标志性的场景科学怪人该书于1818年首次出版。当雪莱(Shelley)将生命的火花注入了科幻小说中时,亚历山德罗·沃尔塔(Alessandro Volta)从字面上试图将“激发生活”变成一件毫无生气的事物,从而促进了电化学领域的创新。

电化学的初始火花

亚历山德罗·沃尔塔(Alessandro Volta)于1745年2月18日生于意大利科莫的一个高贵家庭,在耶稣会式经营的修辞学院接受了一流的教育,并表现出对语言的才能。除人文科学外,他还对化学着迷。

18岁那年,Volta与法国牧师,物理学家和电气实验者AbbéJean-Antoine Nollet进行了往来。沃尔塔(Volta)向诺莱特(Nollet)提议,电力遵循牛顿的吸引力法则,这导致诺莱特(Nollet)鼓励沃尔塔(Volta)进行自己的实验。

实验室中亚历山德罗·沃尔塔(Alessandro Volta)的画。
亚历山德罗·沃尔塔(Alessandro Volta)。图像在美国的公共领域中Wikimedia Commons

1774年,沃尔塔(Volta)成为科莫皇家学校的物理学教授。一年后,他改进并推广了电动物,这是一种用于生产静电的设备。然后,他对气体研究感兴趣,在本杰明·富兰克林(Benjamin Franklin)的一篇论文中找到了灵感,该论文讨论了“易燃空气”。Volta在附近的Maggiore湖附近的沼泽气中研究了这种现象,这使他发现并分离了甲烷。

当他继续尝试甲烷时,Volta还开发了单独的手段来研究电势和电荷,并发现对于给定的物体,它们是比例的。这种比例被称为Volta的电容定律

争执理论:青蛙腿和金属电力

像小说家玛丽·雪莱(Mary Shelley)一样,沃尔塔(Volta)在当时越来越多的医学实验中找到了灵感。这些演示中的许多涉及电流的影响,在医学背景下,这是由电流刺激的肌肉的收缩。

Galvani研究了静电如何在解剖的青蛙中产生物理反应。他和他的团队注意到,当他们将手术刀施加到青蛙的城堡神经上时,腿会抽搐并从静电发电机中散发出火花。Galvani通过将青蛙固定在不同类型的金属(例如黄铜和铁)上进行实验,以查看它如何影响其腿部肌肉的收缩,当时有电的火花。通过他的研究,加尔瓦尼得出结论,动物在其肌肉中含有电液,并且神经充当导体。该理论被称为动物电

起初,沃尔塔(Volta)对加尔瓦尼(Galvani)的论文感兴趣,但他很快就开始怀疑加尔瓦尼(Galvani)定义的动物电力的有效性。

沃尔塔(Volta)认为,造成收缩的不是动物物质本身 - 组织只是对电力做出反应。取而代之的是,他专注于两种不同的金属(铁或黄铜钩子和另一种金属的探针,例如手术刀叶片的钢)作为电流的发电机,而不是青蛙零件。他认为,青蛙腿是电流的导体,可以用任何潮湿的导体代替。为了证明这一点,Volta使用自己的唾液作为指挥,测试了他舌头上的不同金属组合。

沃尔塔(Volta)的竞争理论被称为金属电力,引发了两位科学家之间的激烈辩论。

当被电极接触时,青蛙抽搐的示意图。
电极触摸青蛙,青蛙的腿向上抽动。在公共领域中的图像,通过Wikimedia Commons

Volta最终通过使用非动物材料再现实验来揭露Galvani的动物电理论。1794年,他证明自己可以用盐水浸泡的布或纸板代替青蛙腿,将它们放在带有两种不同金属的电路中,并仍然产生电流。他根据金属的强度和电效应对金属进行了排名,并发现锌和铜是最有效的。

开发伏特堆

1799年,沃尔塔(Volta)认为确实会产生电力的动物:电鳗。鳗鱼器官由数千个电解质组成,在串联工作时,最多可产生600伏。Volta模拟了如何使用金属和非动物电解质排列鱼细胞,这导致他创建了Voltaic Pier,这是第一个能够提供连续电流的电池。

伏特桩配置的图。
Volta的原始绘图以不同的配置为伏。在公共领域中的图像,通过Wikimedia Commons

到1800年,伏特堆已经完成。Volta堆叠铜和锌的交替盘,它们用作电极,使用用作电解质的湿布或纸板分离。然后,他将触点与电线从顶部到底部连接起来,从而导致电流流过伏特桩和电线。该电池被认为是第一个电化学电池之一,这就是伏尔塔被认为是电化学的创始人

拿破仑·波拿巴:实验室助理

电池在包括威廉·尼科尔森(William Nicholson)和安东尼·卡莱尔(Anthony Carlisle)以及汉弗莱·戴维(Humphry Davy)和迈克尔·法拉第,他们在电磁学研究中使用了电池。

拿破仑·波拿巴(Napoleon Bonaparte)也对Volta的工作感兴趣。1801年,波拿巴邀请沃尔塔(Volta)在法国国家研究所(Frend National Institute)进行一系列讲座和实验。Bonaparte并不满足于观看Volta。他想参与其中,并热切地协助许多实验。

伏尔塔的插图显示了波拿巴的伏特堆。
Volta向拿破仑·波拿巴(Napoleon Bonaparte)解释了他的伏特堆。在公共领域中的图像,通过Wikimedia Commons

激动人心的遗产

在享有很大的成功之后,沃尔塔(Volta)于1819年退休,在1827年去世后,电势和电动部队的单位被称为“伏特”。

沃尔塔(Volta)的研究证明了加尔瓦尼(Galvani)的动物电理论是错误的,但他继续承认竞争对手对电化学领域的贡献。此外,Volta为追求理解和将电力应用于人类的收益做出了巨大贡献。现代社会取决于电池,研究人员继续基于Volta的方法,见解和对电化学的贡献。

为了纪念他的持久成就,让我们祝Alessandro Volta生日快乐!

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