伏打电堆是怎么发明出来的？

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1780年的一天，意大利波洛尼亚科学院院长、41岁的生理学家伽伐尼同往常一样，来到了实验室，继续他的青蛙解剖实验。同往常不一样的是，这天他意外地发现了一个新的情况。许多年后的1791年，伽伐尼在描述当时的情形时说：“这一发现是这样发生的。我已经解剖好和预备好一只青蛙，将它置于桌上。这时助手用解剖刀的刀尖偶然轻触青蛙的股神经，结果蛙腿上的所有肌肉都一再紧缩，如同用有力的夹子夹紧那样。”

伽伐尼是个很细心的人，他对死青蛙的腿为什么会抽搐进行了研究。他用各种不同的金属取代解剖刀多次重复这过程，总是得到相同的结果。但若用玻璃、橡胶、松香、石头和干木头等来代替金属，则不发生这样的现象。

在进行了长达10年的研究后，伽伐尼确认，由于电的刺激才使蛙腿收缩的。这电是从哪里来的呢？他认为这是动物体内存在着一种区别于静电的“活电”，即动物电。只要用一种以上的金属与之接触，这种电就能激发出来，就像莱顿瓶放电一样，每一片肌肉纤维就是一个小电容器，放电时引起动物肌肉的运动。1791年，伽伐尼在英国皇家学会讲坛上发表了他的著名论文《肌肉运动中的电力》。

伽伐尼的论文引起了欧洲学术界极大的关注，人们普通接受了他对动物电的见解。可是，不久后另一位意大利物理学家伏打，对伽伐尼的理论提出了挑战。

当伽伐尼在英国皇家学会宣读那篇著名论文时，意大利帕维亚大学的物理学教授伏打也在场。这位研究电学的行家对伽伐尼的实验产生了极大的兴趣，在回去后立即重复伽伐尼的实验，接着大胆地采用伽伐尼没有用过的方法进行新的实验。

伏打把实验中用的两块性质不同的金属板改换成两块性质相同的金属板，结果青蛙腿立即停止了抽搐。这一截然不同的结果使伏打大为吃惊。他认为，使蛙腿抽搐的能量，的确如伽伐尼所说的，来自一种新的电能，但这种电能不是由动物细胞组织产生的，而是由两块不同性质的金属的接触产生的。若只用一种性质的金属做实验，蛙腿就不会产生抽搐现象。

根据实验结果，伏打说伽伐尼搞错了：电并不是从蛙腿肌肉中产生的。因为果真如此，又何必非要用两种不同的金属才能将“电”放出来呢？

那么，电是从何而来的呢？伏打认为，这一定是两种不同的金属，加上蛙腿内的某种东西而产生出来的。伏打还猜想这种东西可能是食盐溶液，因为食盐溶液广泛地存在于肌肉、神经、脂肪等动物组织中。于是，伏打开始了又一实验，即不用任何动物细胞组织，而只用一对性质不同的金属和食盐溶液，结果仍能产生出电流来。

伽伐尼听到伏打的实验结果十分震惊，但他仍然相信自己原来的推断。为此，他与伏打展开了一场科学史上有名的“蛙腿论战”。伽伐尼的重要论据之一是，在海洋里生活着电鳗、电鳐等自身会发电的鱼，它们的发电，同所谓“两种性质不同的金属的接触”毫无关系。

伏打认为，这些会发电的鱼和蛙腿实验是两码事。他指出，蛙腿的抽搐表明肌肉中有电流通过，蛙腿在这里仅仅起着电流指示器，即验电器的作用。1799年，为了证明自己的观点是正确的，伏打把银的小圆片和锌的小圆片相间重叠起来，并用食盐水浸透过的厚纸片把各对圆片相互隔开。他一共用了60个银片和60个锌片，在头尾两圆片上连接导线，当这两条导线接触的时候立即产生了火花。这就是科学史上著名的伏打电堆。

1800年6月26日，在英国皇家学会的讲坛上，宣读了伏打关于“各种传导物质仅依靠接触而激发的电”的专题论文，使全世界都知道了伏打和他的电堆，“蛙腿论战”也至此终结。人们向伏打表示深深的敬意，因为伏打电堆的发明，使人类第一次得到了稳定而持续的电流，为电学研究从静电跃进到动电阶段创造了最为重要的条件。以后，为了纪念伏打，在1881年的国际电学代表大会上还通过了决议，将电压的单位命名为“伏”。

不过，虽然“蛙腿论战”胜负已定，人们也不会忘记伽伐尼为电学发展所做的伟大贡献。1801年1月，伏打在巴黎科学院表演他的电堆时，曾说过一段深情的话：“在表演前，请允许我先向前些年一直在和我激烈争论的伽伐尼教授致以崇高的敬意。不幸的是，他在3年前已离开了人世，今天不能和我们共享发明的欢乐。这发明首先应归功于他，没有他的蛙腿实验及后来的论战，也就不会有我今天的发明。”

发明伏打电堆的是亚历山大·伏打。伏打电堆由很多个单元堆积而成，每一单元有锌板与铜板各一，其中夹着浸有盐水的布或纸板。伏打电堆每个单元可以产生0.76V的开路电压，拥有六个单元的伏打电堆其开路电压大约是4.56V。

由伏打制作的“伏打堆”被认为是第一种电化学电池。它包括两个电极：一个是锌，一个是铜。电解液可以是稀硫酸或海水卤水。电解液中存在的物质是2H 和SO 离子。锌比铜和氢在电化学顺序更靠前，所以锌棒为负极，铜棒为正极。在锌电极上，锌失去电子成为Zn 离子，在溶液中带正电的氢离子（质子）从铜电极捕获电子，形成氢气泡（H）。因此，当两个电极相连时会产生电流。

发明伏打电堆的故事。

伏打电堆的故事要从电流的发现者伽伐尼说起，伽伐尼是伏打的好朋友，他是一名解剖学家和生物学家，他的妻子因健康原因要经常吃蛙腿。1780年的一天，伽伐尼把青蛙剥皮后，放在靠近起电机旁的桌子上。当他妻子偶然拿起电机旁的外科手术刀时，刀尖触及到了蛙腿外露的小腿神经，蛙腿抽动起来，好像活的一样。她把这件事告诉了伽伐尼。

伽伐尼重复了这个试验，他把蛙腿放在玻璃板上，用两把叉子，一个叉尖是铜的，另一个叉尖是铁的，去碰蛙腿的神经和肌肉，生碰一下，蛙腿就引缩一次。

为了探究这个现象的原因，伽伐尼选择了各种不同的条件，重复这个实验。开始，伽伐尼用铜丝把青蛙与铁窗相连，在雨天和晴天作实验，青蛙的腿都痉挛。接着，他只用铜丝去接触蛙腿，蛙腿却不发生痉挛。后来，他找了一间封闭的房间将青蛙放在铁板上，用铜丝去触它，结果和以前一样，又发生了收缩，这就排除了外来电的可能性。

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