伏打發明電池

概述

1799年，伏打以含食鹽水的濕抹布，夾在銀和鋅的圓形版中間，堆積成圓柱狀，製造出最早的電池——伏打電池。

將不同的金屬片插人電解質水溶液形成的電池，通稱伏打電池。

當時科學家對於電已經有相當的認識(靜電、導電、電的種類)，加上對雷電的正確了解，尤其是避雷針的研製成功，消除人們對於雷電的畏懼。特別是蓄電裝置的發現後，科學家開始動腦筋去想如何能夠有效地運用電。

青蛙腿的啟示：

意大利波洛尼亞大學的解剖學教授賈法尼(1737～1798年)經常利用電擊研究生物反應。1780年秋天，他無意間發現，即使在沒通電源的情況下，剝下來的青蛙腿也會發生**的現象。後來經過10年的研究，在1791年終於發表成果。他一直認為這是一種由動本身的生理現象所產生的電，稱為動物電，因此開發了一支新的科學“電生理學”的研究。同時也帶動了電流研究的開始，促使電池的發明。

關於這次意外的發現說法如下：

一次尋常的閃電，使賈法尼解剖室台上的起電機發生電氣火花的同時，放在桌子上與鉗子和鑷子環連接觸的一隻青蛙腿發生**，而此時起電機與青蛙腿之間並無導體連接。接著他把青蛙腿的一隻腳吊高，再用黃銅鉤刺在脊髓上，並使其接觸銀製的台板，讓另一隻腳可以在台板上方自由活動，當它碰到銀台時，腳的肌肉就起收縮而離開台板，但是離開台板後即又再度伸長碰到銀台如此反複搖擺。如果將鉤與台改換成同一種金屬，就看不到這種現象。

j伏打和賈法尼的爭辯：

意大利利帕維亞大學的物理學教授伏打(1745～1827年)，反複重做賈法尼的實驗，仔細觀察後發現電並不是發生於動物組織內，而是由於金屬或是木炭的組合而產生的。於是伏達完全不使用動物的組織，僅用不同金屬相接觸，使用萊頓瓶及金箔檢電器進行實驗，發現在接觸麵上會產生電壓，稱為接觸壓。這種裝置可以同時用不同的幾種金屬，提高實驗效果，但是總無法產生連續不斷的電流。

伏打同時注意到賈法尼的實驗中也是使用不同的金屬，而實驗中的青蛙腿可以看作一種潮濕的物質，所以就使用能夠導電的鹽水**來代替動物組織試驗之，終於發現了電池的原理，做出了著名的伏達電堆與伏達電池。

賈法尼和伏打是朋友，賈法尼相當堅持自己的看法，伏打的反對意見促使賈法尼更進一步的研究，這一次他幹脆不用任何金屬做導體，剝出一條青蛙腿的神經，一端縛在另一條腿的肌肉上，另一端和脊髓相接，。結果腿仍然會有抽搐現象，證明了表現在青蛙腿上的電刺激，可以僅僅來自動物本身，這就是所謂的賈法尼電池、賈法尼電流。賈法尼創造出動物電，導使電生理學的建立。

。伏打電堆與伏打電池：

伏打電堆是由幾組圓板堆積而成，每一組圓板包括兩種不同的金屬板。所有的圓板之間夾放著幾張鹽水泡過的布，潮濕的布具有導電的功能。伏達進一步試驗不同金屬對所產生的電動勢效果，得到以下的關係： ’Zn—Pb—Sn—Fe—Cu—Ag—Au

同時他也試過不同的導電液，後來就用硫酸液代替鹽水。至於電堆的原理，伏打則認為是由於金屬接觸的機械原因所導致的，一直到後來赫爾姆霍茲才指出這是錯誤，而認為這是化學作用所引起的。

1800年伏達將十幾年研究成果，寫成一篇論文《論不同金屬材料接觸所激發的電》，寄給英國皇家學會，不幸受到當時皇家學會負責論文工作的一位秘書尼克爾遜有意的擱置，後來伏達以自己名義發表，終於使尼克爾遜的竊取行為遭受學術界的唾棄。

當時的法國皇帝拿破侖平素喜歡學者，1800年11月20日在巴黎召見伏達，當麵觀看實驗頓覺感動，立即命令法國學者成立專門的委員會，進行大規模的相關實驗。同時也頒發6000法郎的獎金和勳章給伏達，發行了紀念金幣，而伏打也被作為電壓的單位，直到現在我們還在引用。

伏打電池之後：

在伏達之前，人們隻能應用摩擦發電機，運用旋轉以發電，再將電存放在萊頓瓶中，以供使用。這種方式相當麻煩，所得的電量也受限製。伏打電池的發明改進了這些缺點，使得電的取得變成非常方便。現在電氣所帶來的文明，伏打電池是一個重要的起步，他帶動後續電氣相關研究的蓬勃發展，後來利用電磁感應原理的電動機，和發電機研發成功也得歸功於它，而發電機之後電氣文明的開始，導致第二次產業革命改變人類社會的結構。

本茨發明汽車 ．

也許我們都聽說過或見到過“本茨”牌小轎車。“本茨”牌小轎車就是以汽車的發明者卡爾·本茨的名字命名的。

1885年，卡爾·本茨造出了世界上第一輛裝有四衝程汽油發動機的輕型三輪車，這要算是世界上最古老的汽車了。這輛汽車的試製成功，奠定了今天汽車工業的基礎。

卡爾·本茨1848年生在德國，他的父親在鐵路上工作。年輕時，他曾在工業學校學習數學和機械。後來他又在工廠的工作中積累了許多實際操作的經驗。1871年，本茨在曼德投資建立了工廠，並開始了對內燃機的研究。他是怎樣開始對內燃機產生興趣的呢?

原來，當時自行車已經發明。不過，那時的自行車和我們現在的自行車不同。那時的自行車的腳蹬是裝在非常大的前輪上的，蹬起來非常費力。

本茨想：如果能把發動機裝在自行車上，行動起來，就會既快又省力了。那個時候，歐洲已有一些國家利用蒸汽機來驅動船舶和火車。但由於蒸汽機非常笨重而且是燃料在汽缸外燃燒的外燃機，所以無法裝在自行車和其他的輕型車輛上。

經過詳細調查，本茨發現發動機中了除了蒸汽機之外，還有燃汽機。燃汽機是一種將汽缸中的易燃氣體點火引爆，然後利用氣體爆炸膨脹所產生的力量來推動汽缸中的活塞的內燃機。當活塞的運動通過連杆帶動汽車的傳動軸時，傳動軸就會驅動車輪旋轉起來。當時所用的易燃氣體是煤氣。

1878年，本茨製成了使用煤氣的燃氣機。緊接著，他又開始研究把發動機裝在小型四輪和三輪車上。

由於燃氣機需要製造裝氣體的裝置，這個裝置很大，所以無法裝在輕裝的車輛上。為了解決這個問題，本茨絞盡了腦汁。

一天，本茨聽到了這樣一件事，有人用汽油清除衣服上的汙垢時，使得屋子裏充滿了汽油，當火苗接觸到這些彌漫在屋子裏的汽油時汽油發生了爆炸。本茨想，汽油既然有這麽大的威力，可不可以將汽油用來代替煤氣呢?這樣，就不再需要裝氣體的裝置，發動機的體積和重量就會得到很好的改善。在這之前，一位法國人曾製造過汽油發動機，但發現它的力量不大。本茨通過研究發現，蒸發後的汽油直接用在發動機中，是效率不佳的主要原因。本茨不斷改變混雜在汽油中的空氣比例，分析爆炸的強度。他發現，當壓縮混合氣體使其密度增加時，爆炸力就會隨之增強。由此本茨成功地製造出了體積小、力量大的汽油發動機。但是這種內燃機因為隻有一個汽缸，所以把它裝在汽車上，汽車行駛起來很不平穩。

英國科學家克拉克發明了一項改進措施，就是在一台內燃機中裝上兩個汽缸。當一個汽缸處在回複階段時，讓另一個汽缸爆燃做功，兩個汽缸交替做功，使輸出的動力均勻起來。本茨采用了這種方法，製成了四衝程的內燃機。

1885年，本茨首次成功地將內燃機與車輪結合在一起。他把他製造的汽油發動機裝在了三輪車上。

到1885年的秋天，本茨所製造的汽車已能以每小時12公裏的速度穩定地行駛了。由於它用汽油內燃機作動力，所以被人們叫做汽車。這就是世界上第一輛汽車。

托勒密的“地心說"

公元127年，年輕的托勒密被送到亞曆山大去求學。在那裏，他閱讀了不少的書籍，並且學會了天文測量和大地測量。他曾長期住在亞曆山大城，直到151年。有關他的生平，史書上少有記載。

在古老的宇宙觀中，人們把天看成是一個蓋子，地是一塊平板，平板就由柱子支撐著。

在公元前四到三世紀，對於天體的運動。希臘人有兩種不同的看法：一種以歐多克斯為代表，他從幾何的角度解釋天體的運動，把天上複雜的周期現象，分解為若幹個簡單的周期運動；他又給每一種簡單的周期運動指定一個圓周軌道，或者是一個球形的殼層，他認為天體都在以地球為中心的圓周上做勻速圓周運動，並且用27個球層來解釋天體的運動。到了亞裏士多德時，又將球層增加到56個。另一種以阿利斯塔克為代表，他認為地球每天在自己的軸上自轉，每年沿圓周軌道饒日一周，太陽和恒星都是不動的，而行星則以太陽為中心沿圓周運動。但阿利斯塔克的見解當時沒有人表示理解或接受，因為這與人們肉眼看到的表觀景象不同。

托勒密於公元2世紀，提出了自己的宇宙結構學說，即“地心說”。其實，地心說是亞裏士多德的首創，他認為宇宙的運動是由上帝推動的。他說，宇宙是一個有限的球體，分為天地兩層，地球位於宇宙中心，所以日月圍繞地球運行，物體總是落向地麵。地球之外有9個等距天層，由裏到外的排列次序是：月球天、水星天、金星天、太陽天、火星天、木星天、土星天、恒星天和原動力天，此外空無一物。各個天層自己不會動，上帝推動了恒星天層，恒星天層才帶動了所有的天層運動。人居住的地球，靜靜地屹立在宇宙的中心。托勒密全麵繼承了亞裏士多德的地心說，並利用前人積累和他自己長期觀測得到的數據，寫成了8卷本的《偉大論》。在書中，他把亞裏士多德的9層天擴大為1l層，把原動力天改為晶瑩天，又往外添加了最高天和淨火天。托勒密設想，各行星都繞著一個較小的圓周上運動，而每個圓的圓心則在以地球為中心的圓周上運動。他把繞地球的那個圓叫“均輪”，每個小圓叫“本輪”。同時假設地球並不恰好在均輪的中心，而偏開一定的距離，均輪是一些偏心圓；日月行星除作上述軌道運行外，還與眾恒星一起，每天繞地球轉動一周。托勒密這個不反映宇宙實際結構的數學圖景，卻較為完滿的解釋了當時觀測到的行星運動情況，並取得了航海上的實用價值，從而被人們廣為信奉。

；天體模型的特點

托勒密的天體模型之所以能夠流行千年，是有它的優點和曆史原因的。它的主要特點是：一、繞著某一中心的勻角速運動，符合當時占主導思想的柏拉圖的假設，也適合於亞裏士多德的物理學，易於被接受。

二、用幾種圓周軌道不同的組合預言了行星的運動位置，與實際相差很小，相比以前的體係有所改進，還能解釋行星的亮度變化。

三、地球不動的說法，對當時人們的生活是令人安慰的假設，也符合基督教信仰。

在當時的曆史條件下，托勒密提出的行星體係學說，是具有進步意義的。首先，它肯定了大地是一個懸空著的沒有支柱的球體。其次，從恒星天體上區分出行星和日月是離我們較近的一群天體，這是把太陽係從眾星中識別出來的關鍵性一步。

托勒密本人聲稱他的體係並不具有物理的真實性，而隻是一個計算天體位置的數學方案。至於教會利用和維護地心說，那是托勒密死後一千多年的事情了。教會之所以維護地心說，隻是想歪曲它以證明教義中描繪的天堂人問地獄的圖像，如果編纂教義時流行著別的什麽學說，說不定教會也會加以利用的。所以，托勒密的宇宙學說同宗教本來並沒有什麽必然的聯係。