莱顿瓶,将电装进瓶子里

2024-08-18 1656 阅读 · 1656 喜欢 · 1656 评论
原子建筑师
以原子为砖石,构筑化学的宏伟大厦。

一、玻色

人们常说遇见爱情的一瞬间,就仿佛触电一般,但来自德国的乔格·马蒂亚斯·玻色却可以让这种感觉变为真实,并且能够批量的制造这种感觉。
玻色让一位美丽的女士在绝缘小凳子上,悄悄的用起电机让女士带上静电。然后邀请一位不知情的男士上台,然后女士亲吻了男子的脸颊。一瞬间,一阵酥麻的电流从男子的脸颊蔓延至头皮,又扩散至全身。

玻色于1710年9月22日出生于莱比锡的一个商人家庭,早期在莱比锡大学学习自然科学、医学和数学,并于1727年获得硕士学位,随后留校工作,1738年成为维滕贝格大学的自然哲学教授
1730年斯蒂芬·格雷表演了著名的“飞行男孩”实验,这让玻色感到震惊和兴奋,此后玻色开始研究静电,但1738年之前都没有新的什么进展。
后来玻色认识到,只要做好绝缘措施,金属其实也是可以积累电流体的,而且比玻璃管带的电更多。据此玻色进行了极具震撼的“静电点火”和“圣光祝福”表演。
静电点火
他让助手一手拿着金属棒站在松脂板上,然后用另一只手触摸起点球,这样金属棒上就积累了大量电流体。
接着助手把金属棒靠近一碗水,水的表面漂浮着一层烈性白酒。这时金属棒发生了放电现象,酒精立刻被点燃。
圣光祝福
玻色让助手穿上他在军械库借来的盔甲站在椅子上,盔甲表面有向外的金属突刺。在夜晚降临,玻色用起电机偷偷的给助手的盔甲充电,然后若有其事的的说道:“主啊,祝福他吧!”接着观众就看到盔甲开始闪闪发光,像彗星的尾巴一样。
1742年,玻色接触到杜菲的学说,对电有了更深刻的认识,并在1744年写了一本小册子介绍他对静电规律和电学实验的所知。
1756年至1763年欧洲爆发“七年战争”,在1760年,普鲁士人将玻色当作人质,从维滕贝格绑架到马德堡,并于1761年9月17日去世。

二、克莱斯特

玻色关于静“静电点火”的实验在欧洲大陆传开后,引起了很多人的注意,其中德国的克莱斯特和荷兰的穆申布罗克两人,在对这个现象研究过程中,分别独立设计出莱顿瓶。
首先是德国的牧师埃瓦尔德·乔治·冯·克莱斯特,克莱斯特于1700年6月10日出生于德国波拉美尼亚的贵族家庭,于1748年12月11去世,只活了48岁。

他曾在当时欧洲学术中心-荷兰莱顿大学和学习法律,在这期间他接触到电学。1722克莱斯特回到德国,开始担任卡明达教堂主持牧师,到了1745年又成为科林皇家法院院长。
1745年10月11日,克莱斯特在一个玻璃瓶中放满银箔,然后用软木塞塞住,再用一根钉子穿透木塞与银箔接触,最后连接摩擦起电机进行充电。

克莱斯特认为用绝缘的方式可以将银箔和钉子上的电流体储存更长的时间,幸运的是克莱斯特成功了。他拿着瓶子走到一个黑暗的房间时,钉子上发出微弱的光,克莱斯特意识到这正是点燃酒精的原因。

当他一不小心用手触碰了钉子,结果他的手臂和肩膀瞬间颤动,随后将瓶子甩了出去。经过进一步的实验,克莱斯特认识到如果在瓶子里加入一些酒精或者水银,试验效果会更明显。后来为了大量试验,直接在莱顿瓶里装水或者酒精,放弃了使用银箔。

三、格拉拉斯(Daniel Gralath)

克莱斯特将他的实验成果写信告诉一些朋友,其中一封信被莱顿大学的丹尼尔·格拉拉斯看到,格拉拉斯于是开始重复克莱斯特的实验。

格拉拉斯于1708年5月30日出生于波兰立陶宛郡但泽市的一个商人家庭,早期也是学习法律和哲学,担任过市议员,1767年7月23日成为市长。

丹尼尔·格拉拉斯的实验一开始并不成功,通过信件与克莱斯特交流细节。最终发现格莱斯特每次实验都是用手拿着瓶子,而丹尼尔·格拉斯特是把瓶子放在桌面上的。这使得他们认识到用手拿住瓶子充电是必要的,但不知为什么。
1746年3月5日,丹尼尔·格拉拉斯实验成功,并且还做了很多拓展实验。比如他把几个瓶子的钉子连在一起,让20个人手拉手站成一列,同时感受电击。

四、穆森布罗克

彼得· 范· 穆森布罗克是另一个广为人知的莱顿瓶发明者,他于1692年3月出生在荷兰莱顿,他的父亲是一个科学仪器制造商。穆森布罗克在1715年获得莱顿大学医学博士学位,随后去过伦敦等地学习。
他先后在杜伊斯堡大学和乌得勒支大学担任教授,并于1739年回到莱顿大学任教,传播牛顿的物理学。他还发明过测量摩擦力、测量气压、测量高温的仪器。

穆森布罗克同样对玻色的静电点火实验非常感兴趣,他知道金属导体在空气中很容易失去电,尤其是在像荷兰这样的多雨气候中。他知道水是导体,于是尝试将“电流体”装进瓶子,附着在水中。
他将一根金属枪管用丝绸线悬挂着,用手快速旋转玻璃球对其充电。再用一根黄铜丝穿过软木塞,将电传导到几英寸的小瓶子中,不过他的实验一直未能成功。
一天,他的一个律师朋友德烈亚斯·库纳乌斯(Andreas Cunaeus)来参观了他的实验室,回家后尝试用啤酒瓶重复这个实验,结果发生了强烈的电击,于是写信将整个实验过程回信给穆森布罗克。

穆森布罗克感到震惊。经过对比,知道原来这位律师朋友并未按照他设计的方法,把瓶子放在绝缘支架上。而是用一只手拿住充电,当另一只手触碰到铜线时,发生了剧烈电击。
于是穆森布罗克让助手用手拿住瓶子再进行充电,然后助手用另一只手触摸了电线,立刻就感受到了剧烈的电击。
穆森布罗克经过进一步的实验意识到,用手拿住并不是必要的,用导体将瓶子外侧接地也能够完成实验。
1746年1月20日,穆森布罗克将实验报告递交给巴黎学院。让·安托万·诺莱特重复了这个实验,并在4月26日,将实验报告从拉丁语翻译成法语,在巴黎学院宣读。
洛莱特将这个能够储存电的瓶子命名为“莱顿瓶”,由于洛莱特的影响力,莱顿瓶迅速在欧洲流传开来。

五、让·安托万·诺莱特

让·安托万·诺莱(Jean-Antoine Nollet)出生于1700年11月19日,逝世于1770年4月25日。他于1724年在巴黎大学获得神学硕士学位,1728担任教堂执事。
诺莱特认识杜菲后,对静电产生了兴趣,1731年至1735年他们一起进行静电研究。1732年曾一同去英国拜访格雷,参观过他的实验。
1746年诺莱特做了当时最壮观的电力演示实验,在凡尔赛国王路易十五见证下,他让180名士兵将手放在导线上站成一圈,然后用莱顿瓶接通电线,结果这些士兵们同时跳了起来,这表明电传播的速度非常快。
同年他被邀请到巴黎,将实验人数增加到700人,再次进行过实验。此外,他还向欧洲贵族们演示过格雷的“飞行男孩”实验。

诺莱特是第一个认识尖端放电的人,第一个发现静电对水的雾化作用,这在后来发展为静电喷涂(1750年)。他还研究过静电对植物和动物生命的影响,第一个发现膀胱的渗透现象(1748)。
他一生制造了上百个实验仪器,比如改进过格雷的验电器。1734年成为英国皇家学会会员,1762年他被任命为法国皇家科学院院长。

六、莱顿瓶的改进

1747年,约翰·贝维斯(John Bevis)在实验中发现,可以在罐子的外部加上金属箔增加储电时间。随后又发现使用两面都带有金属箔的玻璃板也可以达到同样的效果。
1748年威廉·沃森在管子内外部都用上了金属箔,减少了用水量,制造出新型莱顿瓶。

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