【生活科普】打开奇妙的电世界 第一个储电装置：莱顿瓶
来源：百家号
“电”这一词在西方是由吉尔伯特从希腊文“琥珀”一词转意得来，在中国则是从雷闪现象中引出来的。18世纪，电的研究迅速发展起来，电神秘的面纱被揭开了，人们看到了一个奇妙的电世界。电成为了近代科学史上最伟大的发现之而人类对电本质认识的思想历程，构成了一段传奇式的科学探索故事。
电（网络图）
有关电的记载可追溯到公元前6世纪。早在公元前585年，泰勒斯已记载了用木块摩擦过的琥珀能够吸引碎草等轻小物体，后来又有人发现摩擦过的煤玉也具有这样的能力。在以后的2000年中，这些现象被看成与磁石吸铁一样，属于物质具有的性质，此外没有什么其他重大的发现。在中国，西汉末年已有关于玳瑁能吸细小物体的记载；晋朝（公元3世纪）进一步还有关于摩擦起电引起放电现象的记载，“今人梳头，解着衣时，有随疏解结有光者，亦有诧声。”
1600年，吉尔伯特做了一系列摩擦起电实验，并区分了电现象和磁现象。1660年，盖利克发明了第一台摩擦起电机，成为18世纪研究静电的实验的好帮手。总体来看，18世纪以前，人们对电的研究是很肤浅也是很盲目的。18世纪以后，电的研究才蓬勃开展起来。
摩擦起电（网络图）
1729年，英国的格雷研究琥珀的电效应是否可传递给其他物体时发现导体和绝缘体的区别：金属可导电，丝绸不导电。并且他第一次使人体带电。格雷的实验引起了法国人迪费的注意。1733年，迪费发现绝缘起来的金属也可摩擦起电，因此他得出所有物体都可摩擦起电的结论，认为吉尔伯特把物体分为“电的”和“非电的”并没有事实根据。他把玻璃上产生的电叫做“玻璃的”，琥珀上产生的电与树脂产生的相同，叫做“树脂的”。他得到：带相同电的物体相互排斥；带不通电的物质彼此吸引。他把电想像为二元流体，当它们结合在一起时彼此中和到了18世纪，关于电的本质问题已摆在了物理学家们的面前，许多科学家都在投人对电的实验研究。然而，有一件事让科学家们感到烦恼：实验中用到的电都是用摩擦起电机提供的，起电机一旦停下来，好不容易得到的电就很快会在空气中消失。也就是说，只要你用电，就得不停地摇起电机。这时，人们就想：能否找到一种保存电的方法呢？
这样，人类的第一个储电装置—莱顿瓶就诞生了。它是由荷兰物理学家马森布洛克在1745年发明的，因马森布洛克是莱顿人而得名。然而，发明它却是出于偶然。马森布洛克想做一个使水带电的实验。他将一根铁棒用两根丝线悬挂在空中，用起电机与铁棒相连，再用一根铜线从铁棒引出，浸在一个盛有水的玻璃瓶中，然后开始实验。他叫一助手一手握住玻璃瓶，马森布洛克在旁使劲摇动起电机。这时，他的助手不小心另一只手碰到铁棒，猛然感到一阵强烈的打击，全身颤抖了一下，不禁喊叫起来。
马森布洛克注意到这种情况后，与助手交换了一下位置，让助手摇起电机，他自己用右手托住水瓶子，用另一只手去碰铁棒，这时他的手臂与身体也产生了种恐怖感，“像受到一次雷击那样”他由此得出结论，把带电体放在玻璃瓶内可以使电保存下来。但是他搞不清楚保持电荷作用的是瓶子还是水不久，马森布洛克对莱顿瓶进行了改进，把玻璃瓶的内壁与外壁都用金属箔贴上，在莱顿瓶顶盖上插一根金属棒，它的上端连接一个金属球，下端通过金属链与内壁相连。
实际上莱顿瓶是一个普通的电容器，既可储电也可放电。若把它的外壁接地，而金属球连接到电荷源上，则在莱顿瓶的内壁和外壁之间会积聚起相当多的电荷，当莱顿瓶放电时可以通过相当大的瞬间电流莱顿瓶的发明立即轰动了欧洲，各地纷纷进行各种表演实验。有人用莱顿瓶来放电杀老鼠，有人用电点燃火药。最著名的是一次法国做的电击人表演。700多名修道士在巴黎修道院前手拉手一字排开。法国国王路易十五也被邀参观。队首的修士拿着莱顿瓶，队尾的修士拿着引线，当莱顿瓶放电时，一瞬间700多名修道士全都惊跳了起来，其滑稽的动作给人留下了深刻的印象，也令人深切地感受到了电的威力。这是一次效果极佳的电的知识科普宣传。
莱顿瓶的发明，为科学界提供了一种贮存电的方法，为进一步研究电学提供了依据，对电学的发展起了重要作用。
作者：青莲奇谈
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