伏打序列

伏打序列是化學上的專業術語,指鋅-鉛-錫-鐵-銅- 銀-金的次序。

簡介

伏打序列
伏打在電的研究上,發現了金屬的排列與正負電有關,為電池的出現打下了基礎。1781年,伏打曾經對已有的驗電器進行改造,製成了能夠測定微量電荷驗電器。他把該驗電器叫做麥秸驗電器。次年,他又給驗電器配上電容器,製成能用以測量低電壓的電學儀器。1775年他發明了起電盤裝置。他在給普利斯特列的信中描寫了這種起電盤裝置:在一個用絲綢吊起的金屬盆中,放著樹脂和瀝青混合物的圓塊,先使其帶上電;盆蓋的內外側由於受到感應而帶上不同的電荷,用手接觸外側使一種電荷消失,就可以由盆蓋上得到與圓塊上相反的電荷。只要圓塊上有電,就可以不斷地從盆蓋上得到電荷。伏打的這些發明為他日後研究“動物電”創造了條件。
當伽伐尼的發現公布後,伏打非常震驚,立即著手這方面的研究。為了驗證電的性質,伏打將一塊金幣和一塊銀幣頂住舌頭,用導線將兩者連起來,舌頭就感到了苦味。他將兩種金屬連線起來,一頭接觸眼皮上部一端用嘴含住,當剛一接觸的瞬間,奇異的事發生了,居然產生了光的感覺!伏打開始認識到,金屬不僅是導體,而且能夠產生電;電不僅能使青蛙腿產生運動,而且能夠影響視覺和味覺神經。這一結論很快引起了人們的廣泛關注。由於天才的頭腦,在對伽伐尼的動物電研究中,他很快意識到必須把這一效應的物理因素放到首要地位。他認為,青蛙的肌肉和神經中是不存在電的,是不同金屬與濕的物體的接觸產生了電的流動,蛙腿只是起到了驗電器的作用。1793年12月,伏打在一封信中公開提出了反對伽伐尼動物電的觀點,他一再強調電流在本質上是由金屬的接觸產生的,與金屬板是否壓在活的或死的動物體上無關。他倡導用“金屬電”來代替“動物電”這個名稱。伏打的觀點一公布,猶如一顆重磅炸彈,引起了人們激烈的爭論。
伽伐尼將青蛙的神經與青蛙的脊椎和腿接觸,同樣引起蛙的收縮,他用這個實驗來反對電來自金屬接觸的說法。儘管他們各自的解釋都不正確,但是他們的發現和爭論卻是具有非凡的意義。伏打堅持了自己的研究方向和觀點,新的發現和發明接踵而來。在1796年的一封信中,伏打把金屬(他把黃鐵礦和木炭也包括在內)稱為第一類導體或乾導體,把含有金屬元素的液體(鹽、鹼、酸等)稱為第二類導體或濕導體。他指出:“把乾的導體,即第一類導體與濕的導體,即第二類導體接觸,就會引起電的擾動,產生電運動;產生這個現象的原因,目前還不清楚,只能認為是一般特性。”伏打用了三年的時間,用各種金屬一一組合搭配的方法,研究兩種金屬相接觸產生電的現象。他發現,同一種金屬與某一種金屬接觸時帶正電,與另一種金屬接觸時帶負電。所以,金屬究竟帶何種電,取決於它,以及與它接觸的金屬的性質。如鋅和銅接觸,前者帶正電,後者帶負電;而銅和金接觸時,銅則帶正電,金帶負電,當然,現在我們知道金屬的這些性質,是跟它們失去電子的能力大小有關的。失去電子能力大的金屬在實驗中失去電子而帶正電,能力小的金屬獲得電子而帶上了負電。1797年,伏打公布了這些研究成果,不少學者感到驚訝。在大量實驗的基礎上,伏打確定了一個金屬序列,只要按這個順序將任意的兩種金屬接觸,排在前面的那種金屬將帶正電,排在後面的那種金屬將帶負電。伏打排出的這個序列是:鋅、、錫、、銅、銀、金、石墨木炭,這就是著名的伏打序列,又被作了一些補充。後來他還進一步發現,如果將不同的幾種金屬依次聯接起來,其總的電位差與中間的金屬種類無關,只與首、尾兩端的金屬性質有關。

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