伏特與伏打電池

在物理課不會忘記伏特，因為他的名字被當作是電位及電壓的單位；在化學課裡，伏打則以電池出名。

伏特與伏打是不是同一個人？

只要你去查一下他們的生辰八字(Alessandro Volta，1745~1827)，你會發現，咦～竟然是同一個人ㄝ！

這是當年譯名不同所致，但因為已經用習慣了，所以也很難再『正名』了。

在物理界，我們稱他為伏特；在化學界，就稱伏打，他所製的電池就叫伏打電池！

伏特和伏打電堆

他於1800年製成了世界上第一個電池──伏打電堆，使人們第一次獲得比較強且穩定的而持續的電流，為科學家從對靜電的研究轉入對動電的研究創造了物質條件，導致了電化學、電磁聯繫等一系列重大的科學發現。

1827年3月5日，伏打在科莫逝世。

為了紀念伏特為電學發展做出的貢獻，後人把電壓、電動勢、電位差的單位命名為“伏特”。

左圖是伏特的雕像，在他的故鄉科莫的伏特廣場。右圖是義大利的鈔票，正面是伏特的頭像和伏打電堆，背面是位於科莫湖畔的伏特博物館。

拿破崙召見伏特

伏打電堆，使他的名聲達到登峰造極的地步。法國皇帝拿破崙一世召見他，觀看他的表演，授予他一枚精緻的金質獎章，還封他為伯爵。

1801年時任法國第一執政的拿破崙邀請任教於帕維亞(Pavia)大學的伏特來巴黎演講。伏特先後在11月7,11,22日給了三場演講，地點在革命後重新建立的法蘭西學術院內。拿破崙親自到場聆聽。之後，伏特不僅成了法蘭西學術院的海外院士，還獲得新設立的第六等的法國榮譽軍團勳章。1810年更進一步被拿破崙封為伯爵！

伏特則非常謙虛，他說：“是伽伏尼發現了兩種不同的金屬能產生電，是命運以伽伏尼的手推動了事情的發展，就這樣，伽伏尼發現了電池，而他本人卻並未覺察到這一點。這個裝置應該叫做伽伏尼電池。”

此半圓形壁畫(Lunette)位於佛羅倫斯動物與自然史博物館( La Specola)的Tribuna di Galileo（伽利略殿堂）

1745年2月18日，伏特生於義大利科莫(Como)的一個貴族家庭。他有兄弟姊妹8人，大多從事神職，只有他後來成為了科學家。

伏特從小並不出眾，4歲時才會說話，家裡人都認為他智力遲鈍，很擔心。但到了7歲，他趕上了其他孩子，接著就超過他們。

上學時他對自然科學很感興趣，14歲時就決心當一名物理學家。當他讀完英國科學家普利斯特利的電學著作後，還寫了一首關於電的長詩，受到人們的好評。

1769年，年僅24歲的伏打發表了第一篇學術論文，引起了科學界的注意。

1774年被科莫大學聘為預科物理學教授。第二年發明了起電盤，這個裝置由一塊覆有硬橡膠的金屬電極板和一塊絕緣手柄的金屬電極板至於其上，正電荷便吸引到下表面，負電荷被排斥到上表面，上面的負電荷可通過接地排除。這個過程不斷繼續，直到柄極板上很多電荷為止。這種電荷蓄貯器取代了萊頓瓶，成為電容器的前身，今天仍然使用著。

伏打的名聲因此傳開。

1779年，成為帕維亞大學自然哲學教授，1795年成為該校校長。

1782年他被選為法國科學院的外國院士，1791年又被選為英國皇家學會會員。

1794年，由於在電學、化學上的貢獻，他獲得科普利獎章。

除了電學方面的成就外，伏打還發現了沼氣，發明了可以研究氣體燃燒時容積變化的氣體燃化計，測定了空氣膨脹係數。

他於1800年製成了世界上第一個電池──伏打電堆，使人們第一次獲得比較強且穩定的而持續的電流，為科學家從對靜電的研究轉入對動電的研究創造了物質條件，導致了電化學、電磁聯繫等一系列重大的科學發現。

1827年3月5日，伏打在科莫逝世。

伽伏尼與伏特

1786年，義大利解剖學和生理學教授伽伏尼在解剖青蛙時，偶然發現蛙腿會發生痙攣的現象。1792年，伽伏尼進一步又發現，如果用一指銅鉤與鐵板接觸時，蛙腿也會引起痙攣。這實際上就是一個電池，蛙腿既是電解質，又是電流指示器。但是長期以來，人們已知道諸如電鯆等動物中存在動物電流，伽伏尼受了這些影響，也把蛙腿的痙攣歸結為生物電。

伽伏尼的發現公佈眾後，引起了眾多科學家對“生物電”的研究。開始的時候，伊打也同意伽伏尼的觀點，稱讚這一發現“在物理學和化學史上，是足以稱的上劃時代的偉大發現之一”。但隨著研究進一步的深入，伏打對“生物電”的說法產生了懷疑。

早在1750年，瑞士科學家蘇爾澤就發表過一篇論文，敘述了他的發現。他將銀片和鉛片的一端互相接觸，用另一端將舌頭夾住，舌頭則趕到麻木和酸味，既不是單片銀的味道，也不是單片鉛的味道。他想到，這可能市兩種金屬接觸時，金屬中的微小粒子發生震動而引起舌頭神經的興奮產生的感覺。為此，他又做了另一個實驗來進一步研究這個發現。他將一個盛水的錫杯子放在銀台上，只用舌頭接觸杯子內的水，並沒有酸味的感覺；但當用手接觸銀台時，舌頭就明顯地感到酸味。

蘇爾澤的論文只是公佈了他的發現，但沒有講清楚道理，也沒引起其他人的多大注意。

伏打在研究伽伏尼的“生物電”的時候，敏感地聯想起了蘇爾澤的發現，並立即做了這個實驗。他將一枚金幣和一枚銀幣頂住舌頭，當用導線將兩枚硬幣連接起來時，舌頭明顯感到了苦味。他又找來一根較長的導線將金幣和銀幣連接起來，一端含在嘴裡，另一端接觸眼皮上部，他驚奇地感到，當剛一接觸的瞬間，眼睛裡產生了光的感覺。伏打想，金屬不僅是導體，而且能產生電；電不僅能使蛙腿產生抽動，而且能影響人的視覺和味覺神經。

1793年12月，伏打在一封信中公開提出了反對伽伏尼“生物電”的觀點。他一再強調電流在本質上是由金屬的接觸產生的，與金屬板是否壓在動物體上無關。他提倡用“金屬電”代替“生物電”這個名稱。他的這一觀點引起了激烈的爭論，有人支持，有人反對。

在這以後很長的時間裡，伏打再研究“生物電”時，已經開始排除那些錯誤因素的干擾，而把物理因素放到了首要位置。他反覆的想，為什麼將兩種金屬接觸青蛙腿和舌頭都會出現電的效應？最後，發現了事物的共性：人的口中有唾液，蛙腿中也有液體，是不是也能產生電的效應呢？

伏打電堆

首先，他自己設計了一個驗電器，可以檢驗微小的電流。這就比看蛙腿抽動和用舌頭感覺要準確的多。他拿來一個銅製圓片和一個鋅圓盤，用導線將他們分別接到驗電器上，又用一塊布片沾滿鹽水夾在兩個金屬盤中間。伏打驚喜地看到驗電器的顯示，電流很強，而且是穩定的。他又找來大量的銅片和鋅片，中間夾上含鹽水的布片，交替地疊起來，兩頭引出電極。這時，電流更強了。他把兩個電極靠近，結果“啪”地一聲打出了電火花。

伏打非常高興。他又用不同的金屬做實驗。他發現，一種金屬，可以帶正電，而與另一種金屬結合時，又可以帶負電。經過反覆多次的實驗比較，伏打給金屬排出了序列：鋅、錫、鉛、銅、銀、金......只要將這個序列裡前面的金屬與後面的金屬相接觸，前者就帶正電，後者帶負電，在序列中的距離越遠，帶電越多，產生的電流越強。

1800年3月20日，伏打在給英國皇家學會會長班克斯勛爵的信中寫到：“無疑你們會感到驚訝，我所介紹的裝置，只是用一些不同的導體按一定的方式疊起來的裝置。用30片、40片、60片甚至更多的銅片（當然最好是用銀片），將他們中的每一片與錫片（最好是鋅片）接觸，然後充一層水或導電性能比純水更好的食鹽水、鹼水等，或填上一層用這些液體浸透的紙皮或皮革等，........就能產生相當多的電荷。”

這就是伏打電堆，世界上第一個電池。

另外，伏打還設計了一種叫“杯冕”的裝置，將兩種金屬（鋅和銅）板插到盛有鹽水或稀酸的杯子裡，只要將兩種金屬板用導線接通，就有電流產生。把多個這樣的杯子一個個串起來，就形成了電池組。

伏打通過手、額、鼻、耳、皮膚等與這些裝置的兩極接通，直接體會受到電刺激的各種感受，感到了皮膚的刺痛，舌頭的痙攣，眼睛的光感覺，耳內的轟鳴聲和腦部的振動等。他指出，這樣的裝置不僅具有萊頓瓶的作用，而且優於萊頓瓶。

用我們現在的知識來看，伏打電堆實際上是通過化學反應而得到的電流。

伏打電堆的發明，使人們第一次獲得了比較強的穩定而持續的電流，為科學家從對靜電的研究轉入對動電的研究創造了物質條件，導致了電化學、電磁聯繫等一系列重大的科學發現，加深了人們對光、熱、磁、化學變化之間的關係認識；伏打電堆的發明還開闢了電力應用的廣闊道路。從此，電磁學的研究進入到了一個蓬勃發展的新時期。

資料來源：陳為友、姜靜、馮學斌編著：物理學家和他的一個重大發現，凡異出版社。

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