Duket se shekulli i 17 -të kontribuoi shumë pak në zhvillimin e njohurive për fenomenet elektrike dhe magnetike, por pikërisht atëherë u hodh themeli dhe iu dha një shtysë e fuqishme kërkimit të këtyre fenomeneve në shekujt pasues.

Gjatë eksperimenteve me një makinë elektrike, të kryera nga shkencëtarët e shekullit të 18 -të, ata vunë re kalimin e energjisë elektrike nga një rreth qelqi i fërkuar në një përcjellës. Shumë herë ata u përpoqën të shkarkonin "kavanozin Leyden" përmes një zinxhiri të gjatë njerëzish të kapur për dore, por askush nuk shprehu një ide të qartë në lidhje me mundësinë e një rrjedhje të gjatë të energjisë elektrike përmes përcjellësve.

Zbulimi i rrymës elektrike u parapri nga eksperimentet e anatomistit italian Luigi Galvani.

Duke punuar në një laborator ku u kryen eksperimente me energji elektrike, Galvani vëzhgoi një fenomen që ishte i njohur për shumë njerëz edhe para tij. Ai konsistonte në faktin se nëse përcjellësi i një makine elektrike shkarkohej përmes nervit të këmbës së bretkosës, i lidhur me një tel në tokë, atëherë u vunë re kontraktimet konvulsive të muskujve të tij. Por një ditë Galvani vuri re se këmba filloi të lëvizë kur vetëm një bisturi prej çeliku ra në kontakt me nervin e saj. Më befasuese nga të gjitha, nuk kishte asnjë kontakt midis makinës elektrike dhe bisturisë. Ky zbulim befasues e detyroi Galvanin të kryejë një seri eksperimentesh për të zbuluar shkakun e fenomenit të vëzhguar. Një ditë vjeshte në 1780, Galvani kreu një eksperiment për të zbuluar nëse e njëjta lëvizje në këmbë ishte shkaktuar nga elektriciteti i rrufesë. Për ta bërë këtë, Galvani vari disa këmbë bretkosa në grepa prej bronzi në një dritare të mbyllur me një skarë hekuri. Dhe ai zbuloi, në kundërshtim me pritjet e tij, se kontraktimet e këmbëve ndodhin në çdo kohë, pavarësisht nga gjendja e motit. Prania e një makine elektrike ose burimi tjetër të energjisë elektrike aty pranë ishte e panevojshme. Galvani më tej vërtetoi se çdo dy metale të ndryshëm mund të përdoren në vend të hekurit dhe tunxhit, me kombinimin e bakrit dhe zinkut që prodhon fenomenin në formën e tij më të qartë. Qelqi, goma, rrëshira, guri dhe druri i thatë nuk kishin asnjë efekt fare. Fatkeqësisht, Galvani arriti në përfundimin se "energjia elektrike e kafshëve" përmbahet në indet e trupit të bretkosës. Prandaj, kur nervi është i lidhur me muskujt me anë të përcjellësve (bakër, hekur), ndodh një shkarkesë. Si rezultat, për bashkëkohësit e tij koncepti i "energjisë elektrike të kafshëve" filloi të dukej shumë më i vërtetë sesa energjia elektrike e çdo origjine tjetër. Zbulimi i rrymës elektrike ishte ende një mister. Ku shfaqet rryma: vetëm në indet e trupit të bretkosës, vetëm në metale të ndryshme, apo në një kombinim të metaleve dhe indeve?

Luigi Galvani (1737-1778) - mjek italian, anatomist dhe fiziolog, një nga themeluesit e elektrofiziologjisë. E shkolluar në Universitetin e Bolonjës, mësoi mjekësi atje.

Alessandro Volta (1745-1827) - fizikan dhe fiziolog italian, një nga themeluesit e teorisë së energjisë elektrike. Ai krijoi një lidhje midis sasisë së energjisë elektrike, kapacitetit dhe tensionit, shpiku burimin e parë të rrymës kimike bazuar në një palë bakër-zink ("shtylla volt", ose "bateria Volta"). Në Prill 1800, në Paris, Volta u prit nga Konsulli i Parë i Francës, Napoleoni. Napoleoni ishte i interesuar për shkencat, duke besuar me të drejtë se fuqia e shtetit në shekullin e ri është e paimagjinueshme pa prosperitetin e ndriçimit. Duke demonstruar eksperimentet e tij ndaj Napoleonit admirues, Volta u bë kalorës i Legjionit të Nderit, mori gradën e senatorit dhe kontit.

Volta jetoi një jetë të gjatë dhe të lumtur. Fatkeqësisht, pothuajse të gjitha sendet e tij personale, pajisjet, si dhe 11 dosje të mëdha të veprave të tij u dogjën gjatë zjarrit. Por Volta është e përjetshme në volt - një njësi e tensionit elektrik.

Për fat të mirë, historia ka urdhëruar që rezultatet e eksperimenteve të Galvanit, të cilat ai i përshkroi në "Traktatin mbi Forcat Elektrike në Lëvizjen Muskulare", të botuar në 1791, i kapën syrin e shkencëtarit italian Alessandro Volta.

I tronditur, Volta rilexon traktatin dhe gjen në të diçka që i shpëtoi vëmendjes së vetë autorit - përmendja se efekti dridhës i putrave u vu re vetëm kur putrat u prekën nga dy metale të ndryshme. Volta vendos të vërë në skenë një përvojë të modifikuar, jo mbi bretkocë, por mbi veten e tij. "Unë rrëfej," shkroi ai, "me mosbesim dhe shumë pak shpresë për sukses, fillova eksperimentet e para: ato më dukeshin aq të jashtëzakonshme, aq larg nga gjithçka që kishim njohur deri më tani për energjinë elektrike ... Tani iu drejtova eksperimente, unë isha një dëshmitar okular, ai vetë prodhoi një efekt të mrekullueshëm dhe kaloi nga mosbesimi, ndoshta, në fanatizëm! "

Tani Volta mund të shihej në një profesion të çuditshëm: ai mori dy monedha - domosdoshmërisht nga metale të ndryshme - dhe ... i vuri në gojën e tij - njëra në gjuhën e tij, tjetra - nën gjuhën e tij. Nëse, pas kësaj, Volta lidhi monedha ose qarqe me një tel, ai ndjeu një shije të thartë, të njëjtën shije, por shumë më të dobët se ajo që mund të ndiejmë duke lëpirë dy kontakte të baterisë në të njëjtën kohë. Nga eksperimentet e tij të mëparshme me elektroforin, Volta e dinte se kjo shije ishte shkaktuar nga energjia elektrike. Volta sugjeroi që shkaku i fenomenit të vëzhguar nga Galvani ishte prania e dy metaleve të ndryshëm. I udhëhequr nga ky mendim, ai krijoi shumë eksperimente dhe më në fund bëri një zbulim të rëndësishëm, siç u raportua në 1800 në Shoqërinë Mbretërore të Londrës. Volta shkroi se ai kishte gjetur një burim të ri të energjisë elektrike, duke vepruar si një bateri me kavanoza Leyden të ngarkuar dobët. Sidoqoftë, ndryshe nga një bateri galvanike, pajisja e saj ngarkohet vetë dhe shkarkohet vazhdimisht. Në të njëjtën kohë, ai gjithashtu dha një përshkrim të pajisjes së tij.

Më 15 qershor 1802, në Francë, në atë kohë një nga vendet më të përparuara shkencërisht, u vendos një çmim shtetëror në formën e një medalje ari dhe një shumë të konsiderueshme parash "për atë që, me zbulimet e tij, si Volta dhe Franklin, do të avancojnë shkencën e energjisë elektrike dhe magnetizmit ". Konsulli i Parë që dha këtë urdhër, Perandori i ardhshëm Napoleoni I, e përfundon udhëzimin e tij me fjalë profetike: "Qëllimi im është të inkurajoj, të tërheq vëmendjen e fizikanëve në këtë departament të fizikës, i cili, siç mendoj, përfaqëson rrugën drejt zbulime të mëdha ". I pari që mori këtë çmim në 1806 ishte Humphrey Davy. Nga rruga, çmimi francez iu dha anglezit në momentin kur këto vende ishin në luftë. Megjithatë, asnjë protestë publike nuk pasoi. Nga ana e Napoleonit I, ishte vërtet një akt i denjë për imitim.

Volta e rregulloi instrumentin e tij kështu. Ai vendosi disa dhjetëra palë gota zinku dhe bakri mbi njëra -tjetrën, të ndara me letër të zhytur në ujë të kripur. Kur eksperimentuesi preku rrethin e poshtëm të bakrit me njërën dorë dhe rrethin e sipërm të zinkut me dorën tjetër, ai përjetoi një goditje të fortë elektrike. Në këtë rast, pajisja nuk u shkarkua, dhe pavarësisht sa herë preku qarqet, goditja u përsërit, d.m.th. ngarkesa e energjisë elektrike u ngrit në mënyrë të vazhdueshme. Kështu, Volta mori burimin e parë mjaft të fuqishëm të energjisë elektrike - "shtylla voltaike" e famshme, e cila përbënte një epokë të tërë në historinë e fizikës (Fig. 6.1).

Kështu u zbulua një fenomen i ri - lëvizja e vazhdueshme e energjisë elektrike në një përcjellës, ose rrymë elektrike. Krijimi i burimit të parë të rrymës elektrike luajti një rol të madh në zhvillimin e shkencës së energjisë elektrike dhe magnetizmit. Bashkëkohësi i Voltës, shkencëtari francez Arago, e konsideroi shtyllën Voltaike "pajisja më e shquar e shpikur ndonjëherë nga njerëzit, pa përjashtuar teleskopin dhe motorin me avull".

Menjëherë pas kësaj, Volta bëri një shpikje tjetër të madhe: ai shpiku një bateri galvanike, të quajtur mrekullisht "kurora e enëve" dhe përbëhej nga shumë

Pllaka zinku dhe bakri të lidhura në seri, të ulura në çifte në enë me acid të holluar, është tashmë një burim mjaft i fortë i energjisë elektrike (Fig. 6.2). Mund të konsiderohet se nga ajo ditë burimet e rrymës elektrike direkte

poli volt dhe bateria galvanike - u bënë të njohura për shumë fizikanë dhe gjetën aplikim të gjerë në hulumtimet e mëvonshme.

Pajisja e Voltës i shtyu shkencëtarët të punojnë në shpikjen e burimeve të ngjashme aktuale. Në veçanti, qeliza galvanike është projektuar nga kimisti anglez John Daniel (1790-1845). Në qelinë e Danielit, një pllakë bakri e lakuar në mënyrë cilindrike është zhytur në një zgjidhje të sulfatit të bakrit. Pllaka e zinkut është në një enë prej balte poroze të mbushur me acid sulfurik të holluar. Një rrymë elektrike rrjedh përmes përcjellësit që lidh pllakën e bakrit me pllakën e zinkut. Në 1839, fizikani gjerman Robert Bunsen (1811-1899) zëvendësoi pllakën e bakrit me një cilindër karboni të zhytur në acid nitrik. Më në fund, kimisti parizian Leclanchet krijoi një element shumë të lirë dhe të përshtatshëm që ka gjetur përdorim të gjerë. Elementi i tij gjithashtu përmban një pllakë zinku të lakuar në mënyrë cilindrike dhe një cilindër karboni, por të dyja janë zhytur në një zgjidhje të amoniakut.

Deri në fund të shekullit të 18 -të, fizikanët që studiuan fenomenet elektrike kishin në dispozicion vetëm burime të energjisë elektrike statike - copa qelibari, topa squfuri të shkrirë, makina elektrike, kavanoza Leyden. Shumë shkencëtarë eksperimentuan me ta, duke filluar me fizikanin dhe mjekun anglez William Gilbert (1544-1603). Me burime të tilla në dispozicion, ishte e mundur të zbulohej, për shembull, ligji i Kulombit (1785), por ishte e pamundur të zbulohej edhe ligji i Ohmit (1826), e lëre më ligjet e Faraday (1833). Sepse ngarkesa statike e grumbulluar ishte e vogël dhe nuk mund të siguronte një rrymë që zgjaste edhe disa sekonda.

Situata ndryshoi pas punës së profesorit të mjekësisë në Universitetin e Bolonjës, Luigi Galvani (1737-1798), i cili zbuloi, siç besonte ai, "energjinë elektrike të kafshëve". Traktati i tij i famshëm u quajt "Për Forcat e Energjisë Elektrike në Lëvizjen Muskulare". Në disa nga eksperimentet e Galvanit, ndodhi pritja e parë në botë e valëve të radios. Gjeneratori ishte shkëndija e një makinerie elektroforetike, antena marrëse ishte bisturi në duart e Galvanit, dhe marrësi ishte putra e bretkosës. Asistenti i Galvanit kreu eksperimente me një makinë elektrike në një distancë nga bretkosa e përgatitur. Në të njëjtën kohë, gruaja e Galvanit, Lucia vuri re se këmbët e bretkosës kontraktohen në momentin kur një shkëndijë rrëshqet në makinë, kështu që roli i rastësisë dhe vëzhgimit është i dukshëm.

Fizikani italian Alessandro Giuseppe Antonio Anastasio Volta (1745-1827) u interesua për eksperimentet e Galvanit. Ai ishte tashmë një shkencëtar i mirënjohur: në 1775 ai projektoi një elektrofore rrëshire, domethënë zbuloi elektretë, në 1781 - një elektroskop i ndjeshëm, dhe pak më vonë - një kondensator, një elektrometër dhe pajisje të tjera. Në 1776, ai gjithashtu zbuloi përçueshmërinë elektrike të një flake, dhe në 1778 për herë të parë ai mori metan të pastër nga gazi që mblodhi në këneta dhe demonstroi aftësinë për ta ndezur atë nga një shkëndijë elektrike. Volta fillimisht ishte një përkrahës i flaktë i teorisë së Galvanit për "energjinë elektrike të kafshëve". Por përsëritja e eksperimenteve të tij e bindi Voltën se eksperimentet e Galvanit duhet të shpjegohen në një mënyrë krejt tjetër: këmba e bretkosës nuk është një burim, por vetëm një marrës i energjisë elektrike. Burimi janë metale të ndryshme që prekin njëri -tjetrin. "Metalet nuk janë vetëm përçues të shkëlqyeshëm," shkroi Volta, "por edhe motorë të energjisë elektrike".

Kjo ishte deklarata kryesore që bëri të mundur krijimin e qelizave galvanike, baterive, akumulatorëve që na rrethojnë nga të gjitha anët dhe gjatë gjithë jetës sonë. Parimi i funksionimit të tyre është përcaktuar në librin shkollor, dhe në shumë më tepër detaje sesa nevojitet për të ardhmen. Përfundimi është i thjeshtë: në një medium përcjellës (elektrolit) ka dy përcjellës të ndryshëm (elektroda), të cilët hyjnë në reagime të tilla me të saqë ngarkohen me ngarkesa të kundërta. Nëse i lidhni këto elektroda (anodë dhe katodë) me një përcjellës të jashtëm (ngarkesë), rryma do të fillojë të rrjedhë nëpër të.

Duke iu kundërvënë Galvanit, Volta së pari u hoq nga bretkosa, duke e zëvendësuar atë me gjuhën e tij. Për shembull, ai vuri një monedhë ari ose argjendi në gjuhën e tij, dhe një bakër nën gjuhën e tij. Sapo të dy monedhat u lidhën me një copë teli, një shije e thartë u ndje menjëherë në gojë, e njohur për këdo që ka provuar kontaktet e një baterie elektrik dore në gjuhën e tij. Pastaj Volta përjashtoi plotësisht "energjinë elektrike të kafshëve" nga eksperimentet, duke përdorur vetëm instrumente në eksperimente.

Kishte vetëm një hap deri në shpikjen e burimit të parë të përhershëm të rrymës elektrike në 1800. Kjo ndodhi kur Volta lidhi në seri një palë pllaka zinku dhe bakri, të ndara me ndarës kartoni ose lëkure, të cilat ishin njomur në një zgjidhje alkali ose ujë të kripur. Ky dizajn u emërua pas shpikësit "poli voltaik". Dizajni ishte i rëndë, lëngu u shtrydh nga guarnicionet, kështu që Volta e zëvendësoi atë me gota me zgjidhje acidi, në të cilat u zhytën shirita ose rrathë zinku dhe bakri (ose argjendi). Kupat u lidhën në seri, dhe kështu që terminalet e baterisë ishin afër, Volta i rregulloi qelizat e saj individuale në një rreth. Për shkak të formës së saj, kjo strukturë u quajt "korona voltaike".

Pas zbulimit të tij, Volta humbi interesin për të dhe u tërhoq nga puna shkencore, duke lënë shkencëtarë të tjerë të zhvillonin teorinë e energjisë elektrike. Por kontributi i Alessandro Volta në teorinë e energjisë elektrike është aq domethënës sa që njësia e tensionit mban emrin e tij. Dhe kur Napoleoni pa në bibliotekën e Akademisë së Shkencave një imazh të një kurorë dafine me mbishkrimin "Volteri i Madh", ai fshiu disa shkronja, kështu që doli: "Volta e Madhe". Shtylla voltaike dhe varietetet e saj kanë bërë të mundur që shkencëtarë të shumtë të kryejnë eksperimente me një burim afatgjatë të rrymës direkte. Me këtë zbulim filloi epoka e energjisë elektrike. Ndoshta shqyrtimi më entuziast i zbulimit të Voltës u la nga biografi i tij, fizikani francez Dominique François Arago (1786-1853): “Një shtyllë e përbërë nga rrathë prej bakri, zinku dhe pëlhure të lagur. Çfarë të presësh apriori nga një kombinim i tillë? Por ky kuvend, i çuditshëm dhe në dukje joaktiv, kjo shtyllë e metaleve të ndryshëm të ndarë nga një sasi e vogël e lëngshme, përbën një predhë, më të çuditshmen prej të cilave njeriu nuk e ka shpikur kurrë, pa përjashtuar as një teleskop dhe një motor avulli. "

"Bateri të mëdha në fillim"

Volta ishte shumë i mençur në dërgimin e një letre në mars 1800 për Joseph Banks (1743-1820), president i Shoqërisë Mbretërore të Londrës, qendra kryesore shkencore e ditës. Në letër, Volta përshkroi modele të ndryshme të burimeve të tij të energjisë elektrike, të cilat ai i quajti galvanike në kujtim të Galvanit. Banks ishte një botanist, kështu që ai ua tregoi letrën kolegëve të tij-fizikanit dhe kimistit William Nicholson (1753-1815) dhe mjekut dhe kimistit, Presidentit të Kolegjit Mbretëror të Kirurgëve Anthony Carlisle (1768-1842). Dhe tashmë në prill, sipas përshkrimit të Voltës, ata bënë një bateri nga 17, dhe më pas nga 36 qarqe zinku të lidhura me seri dhe monedha gjysmë-kurorë, të cilat atëherë ishin bërë prej argjendi 925. Midis tyre ishin jastëkë kartoni të njomur në ujë të kripur.

Gjatë eksperimenteve, Nicholson zbuloi lëshimin e flluskave të gazit pranë kontaktit të zinkut dhe një përcjellësi bakri. Ai përcaktoi se ishte hidrogjen - dhe me anë të nuhatjes, sepse hidrogjeni i marrë nga tretja e zinkut në acide ose alkale shpesh ka erë. Zinku zakonisht përmban një përzierje arseniku, e cila reduktohet në arsinë, dhe produktet e tij të dekompozimit mbajnë erë si hudhër. Në shtator 1800, fizikani gjerman Johann Ritter (1776-1810), duke mbledhur gazin e lëshuar gjatë elektrolizës së ujit nga një elektrodë tjetër e baterisë, tregoi se ishte oksigjen. Në të njëjtin vit, kimisti anglez William Crookshank (1745-1800) vendosi pllaka zinku dhe bakri në një kuti të gjatë horizontale, duke e bërë të lehtë zëvendësimin e elektrodave të zinkut të shpenzuar (gjysmë të tretur dhe të mbuluar me produkte reagimi). Kur nuk ishte në punë, elektroliti u tha nga kutia në mënyrë që të mos humbte zink. Si elektrolit, Crookshank përdori një zgjidhje të klorurit të amonit, dhe më pas acid të holluar. Faraday rekomandoi një përzierje të tretësirave të dobëta (1-2%) të acideve sulfurike dhe nitrike. Me këtë elektrolit, zinku tretet ngadalë me lëshimin e flluskave të vogla të hidrogjenit. Hidrogjeni u lëshua gjithashtu në anodën e bakrit, dhe EMF e një qelie baterie ishte vetëm 0.5 V.

Lëshimi i hidrogjenit në zink është për shkak të polarizimit të kësaj elektrode, e cila rrit rezistencën e brendshme dhe ul potencialin e qelizës. Për të parandaluar këtë fenomen, fizikani dhe inxhinieri elektrik britanik William Sturgeon (1783-1850), krijuesi i elektromagnetit të parë, pllaka zinku të shkrirë. Në 1840, mjeku anglez Alfred Smee (1818-1877) zëvendësoi elektrodën e bakrit me një argjend të mbuluar me një shtresë të ashpër platini. Kjo përshpejtoi lëshimin e flluskave të hidrogjenit nga zgjidhja dhe rrit emf. Bateri të tilla përdoren gjerësisht në elektroplatim. Pra, me metodën e pllakëzimit, skulpturat u bënë në Katedralen e Shën Isakut në Shën Petersburg. Metoda e marrjes së kopjeve elektrolitike në metal u zhvillua nga akademiku i Shën Petersburgut Moritz German (Boris Semenovich) Jacobi në 1838, pikërisht gjatë ndërtimit të katedrales. Mund të lexoni më shumë rreth kësaj teknike në faqen e internetit të Bibliotekës së Skulpturës.

Një nga bateritë më të mira të kohës së tij u mblodh nga mjeku dhe kimisti i famshëm anglez William Hyde Wollaston (Wollaston, 1766-1828), i famshëm për zbulimin e palladiumit dhe rodiumit, si dhe për teknologjinë e prodhimit të fijeve më të mira metalike që janë përdorur në pajisje të ndjeshme. Në secilin element, elektroda e zinkut ishte e rrethuar nga tre anët nga një bakër me një hendek të vogël, përmes të cilit flluska hidrogjeni u lëshuan në ajër.

Fizikani i famshëm anglez Humphrey Davy (1778-1829) eksperimentoi së pari me një bateri të dhuruar atij nga vetë Volta; atëherë ai filloi të bënte gjithnjë e më të fuqishëm të modelit të tij - nga pllaka bakri dhe zinku, të ndara me një zgjidhje ujore të amoniakut. Bateria e tij e parë përbëhej nga 60 qeliza të tilla, por pas disa vitesh ai mblodhi një bateri shumë të madhe, tashmë nga një mijë qeliza. Me ndihmën e këtyre baterive, ai ishte për herë të parë në gjendje të merrte metale të tilla si litium, natrium, kalium, kalcium dhe barium, dhe në formën e amalgamit - magnez dhe stroncium.

Një nga bateritë më të mëdha u krijua në 1802 nga fizikani dhe inxhinieri elektrik Vasily Vladimirovich Petrov (1761-1834). "Bateria e tij e madhe" prej 4,200 pllaka bakri dhe zinku të vendosur në kuti të ngushta druri. E gjithë bateria përbëhej nga katër rreshta, secila rreth 3 m e gjatë, e lidhur në seri me kllapa bakri. Teorikisht, një bateri e tillë mund të japë një tension deri në 2500 V, por në realitet ajo dha rreth 1700. Kjo bateri gjigante i lejoi Petrov të kryejë shumë eksperimente: ai dekompozoi substanca të ndryshme me një rrymë, dhe në 1803 ai mori një hark elektrik për herë të parë në botë. Me ndihmën e saj, ishte e mundur të shkriheshin metalet, të ndriçonin shkëlqyeshëm dhoma të mëdha. Sidoqoftë, mirëmbajtja e kësaj baterie ishte jashtëzakonisht intensive. Gjatë eksperimenteve, pllakat u oksiduan dhe duheshin pastruar rregullisht. Në të njëjtën kohë, një punëtor mund të pastrojë 40 pjata në orë. Duke punuar 8 orë në ditë, vetëm ky punëtor do të kalonte të paktën dy javë duke përgatitur baterinë për eksperimentet e radhës.

Ndoshta qeliza elektrokimike më e pazakontë është bërë nga kimisti gjerman Friedrich Wöhler (1800-1882). Në 1827, duke ngrohur klorur alumini me kalium, ai mori alumin alumini - në formën e një pluhuri. Atij iu deshën 18 vjet për të marrë alumin në formën e një shufre. Në qelizën Wöhler, të dy elektrodat ishin prej alumini! Për më tepër, njëri u zhyt në acid nitrik, tjetri në tretësirën e hidroksidit të natriumit. Anijet me zgjidhje u lidhën me një urë kripe.

Daniel, Leclanche dhe të tjerë

Baza e qelizave moderne galvanike u zhvillua në 1836 nga John Frederick Daniel (1790-1845), një fizikan, kimist dhe meteorolog anglez (ai shpiku gjithashtu një njehsor lagështie - një higrometër). Daniel arriti të kapërcejë polarizimin e elektrodave. Në elementin e tij të parë, një pjesë e ezofagut të demit të mbushur me acid sulfurik të holluar me një shufër zinku në mes u fut në një enë bakri me një zgjidhje të sulfatit të bakrit. Faraday propozoi izolimin e zinkut me letër ambalazhi, poret e së cilës gjithashtu mund të lejojnë kalimin e joneve të elektroliteve. Por Danieli filloi të përdorte një enë prej balte poroze si diafragmë. Vini re se Antoine Cesar Becquerel (1788-1878), gjyshi i Antoine Henri Becquerel më të famshëm, i cili zbuloi radioaktivitetin dhe ndau me Curies në 1903, eksperimentoi me elektroda bakri dhe zinku të zhytur në zgjidhje të nitratit të bakrit dhe sulfatit të zinkut, respektivisht. Çmimi Nobel në Fizikë. Qeliza e Danielit siguroi një tension të qëndrueshëm prej 1.1 V. Për një kohë të gjatë. Për këtë shpikje, Danielit iu dha çmimi më i lartë i Shoqërisë Mbretërore - Medalja e Artë Copley. Gjatë 180 viteve të fundit, shumë modifikime të këtij elementi janë shfaqur; në të njëjtën kohë, zhvilluesit e tyre u përpoqën në mënyra të ndryshme për të hequr qafe enën poroze.

Me ardhjen e linjave telegrafike, lindi nevoja për burime më të përshtatshme dhe të lira të energjisë, pa ndarje poroze, me një elektrolit dhe me një jetë të gjatë shërbimi. Në 1872, qeliza e Danielit zëvendësoi elementin normal të Josiah Latimer Clarke (1822-1898): elektroda pozitive është merkuri, elektroda negative është 10% amalgam zinku, EMF 1.43 V. Dhe në 1892 u zëvendësua nga qeliza e merkurit-kadmium e Edward. Weston (1850-1936) me një EMF prej 1.35 V. Modifikimi i tij i quajtur elementi normal Weston përdoret ende si një standard tensioni-në ngarkesa të ulëta jep një tension shumë të qëndrueshëm në rangun prej 1.01850-1.01870 V, i njohur me saktësi lart deri në shifrën e pestë.

Një nga variantet e elementit Daniel, i cili nuk kishte një ndarje poroze, u zhvillua në 1859 nga fizikani dhe shpikësi gjerman Heinrich Meidinger (1831-1905). Në fund të enës ka një elektrodë bakri dhe kristale të sulfatit të bakrit (ato vijnë nga një gyp), një elektrodë zinku është fiksuar në krye. Një zgjidhje e rëndë e ngopur e sulfatit të bakrit mbetet në pjesën e poshtme: shpërndarja e joneve të bakrit në elektrodën e zinkut kundërshtohet nga shkarkimi i këtyre joneve gjatë funksionimit të qelizës, dhe kufiri midis zgjidhjeve dallohet shumë ashpër. Prandaj emri i burimeve të këtij lloji është elementi gravitacional. Qeliza e Meidinger -it mund të operohet vazhdimisht për disa muaj pa lënë ose shtuar reagentë. Ky element u përdor gjerësisht në Gjermani nga 1859 deri në 1916 si një burim energjie për rrjetin telegraf hekurudhor. Burime të ngjashme ekzistonin në Francë dhe Shtetet e Bashkuara - nën emrin e elementeve Callot dhe Lockwood. Elementi i propozuar në 1839 nga fizikani dhe kimisti anglez William Robert Grove (1811-1896) kishte karakteristika të mira. Zinku dhe platini, të ndarë nga një ndarje poroze dhe të zhytur, respektivisht, në tretësira të acideve sulfurike dhe nitrike shërbyen si elektroda në të.

Robert Wilhelm Bunsen (1811-1899), i famshëm për zbulimet dhe shpikjet e tij (analiza spektrale, djegës, etj.), Zëvendësoi elektrodën e shtrenjtë të platinit me një të karbonit të shtypur. Elektrodat e karbonit janë gjithashtu të pranishme në bateritë moderne, por në Bunsen ato u zhytën në acid nitrik, i cili luan rolin e një depolarizuesi (tani është dioksidi i manganit). Elementet Bunsen janë përdorur gjerësisht në laboratorë për një kohë të gjatë. Ata mund të sigurojnë, edhe pse jo për një kohë të gjatë, një rrymë të madhe. Elementet e Bunsen, për shembull, u përdorën nga Charles Martin Hall i ri (1863-1914), i cili zbuloi metodën elektrolitike për prodhimin e aluminit. Shumë nga këto qeliza janë lidhur për të formuar një bateri; në të njëjtën kohë, gati 16 g zink u konsumuan për 1 g alumin të izoluar! Kimisti dhe shpikësi francez Edm Hippolyte Marie-Davy (1820-1893) zëvendësoi acidin nitrik në qelizën Bunsen me një paste të sulfatit të merkurit (I) dhe acidit sulfurik; elektroliti ishte një zgjidhje e sulfatit të zinkut. Në 1859, u bë një krahasim i një baterie prej 38 prej këtyre qelizave (EMF secila 1.4 V) me një bateri prej 60 qelizash Daniel. E para punoi për 23 javë, e dyta - vetëm 11. Megjithatë, kostoja e lartë dhe toksiciteti i kripërave të merkurit parandaluan përdorimin e gjerë të elementeve të tillë.

Fizikanti gjerman Johann Christian Poggendorf (1796-1877) përdori një zgjidhje të dikromatit të kaliumit në acidin sulfurik si një depolarizues në qelizën e tij. Poggendorf njihet si botuesi i revistës Annalen der Physik und Chemie- ai e mbajti këtë post për 36 vjet. Elementi Poggendorf dha EMF më të lartë (2.1 V) dhe për një kohë të shkurtër - një rrymë të madhe. Një avantazh i rëndësishëm ishte aftësia për të hequr elektrodën e zinkut nga zgjidhja në mënyrë që ta pastroni ose zëvendësoni atë.

Warren de la Rue (1815-1889), i cili së pari bëri fotografi të hënës dhe diellit, në 1868 mblodhi një bateri të madhe prej 14,000 qelizash. Elektrodat në to ishin të veshura me argjend me klorur argjendi dhe zink të shkrirë, dhe elektroliti ishte një zgjidhje e klorurit të natriumit, klorurit të zinkut ose hidroksidit të kaliumit. Elementet e klorurit të zinkut-argjendit përdoren edhe sot; ato ruhen të thata dhe aktivizohen duke u mbushur me ujë të freskët ose të detit, pas së cilës elementi mund të funksionojë deri në 10 muaj. Elemente të tilla mund të përdoren nga viktimat e një aksidenti në ujë. Në qelizat më të lira, por edhe më pak të fuqishme, përdoret një elektrodë Cu / CuCl.

Një nga burimet më të famshme kimike aktuale është elementi mangan-zink, i përshkruar në 1868 nga kimisti francez Georges Leclanche (1839-1882) dhe i zhvilluar prej tij disa vjet më parë. Në këtë qelizë, elektroda e karbonit është e rrethuar nga një depolarizues i dioksidit të manganit i përzier me pluhur karboni për përçueshmëri më të mirë elektrike. Për të parandaluar shpërndarjen e përzierjes kur derdhni elektrolitin (tretësirën e klorurit të amonit), ajo u vendos së bashku me anodën në një enë poroze. Elementi Leclanchet shërbeu për një kohë të gjatë, nuk kërkonte largim dhe mund të prodhonte një rrymë mjaft të madhe. Në përpjekje për ta bërë atë më të përshtatshëm, Leclanchet vendosi të trashte elektrolitin me paste. Kjo ndryshoi gjërat në një mënyrë revolucionare: elementët Leclanche nuk kishin më frikë nga përmbysja aksidentale, ato mund të përdoren në çdo pozicion. Shpikja e Leclanchet u bë menjëherë një sukses komercial, dhe vetë shpikësi, duke braktisur profesionin e tij kryesor, hapi një fabrikë për prodhimin e elementeve. Qelizat Leclanchet mangan-zink ishin të lira dhe prodhoheshin në sasi të mëdha. Sidoqoftë, nuk është plotësisht e saktë t'i quash "të thata": elektroliti në to ishte "gjysmë i lëngshëm", por në qelizat e thata të vërteta duhet të jetë i fortë. Leclanchet vdiq në moshën 43 vjeç, duke mos jetuar deri në shpikjen e elementeve të tillë.

Nga 1802 deri në 1812, u ndërtuan disa bateri të thata, më e famshmja prej të cilave është e ashtuquajtura Zambonium, ose shtylla Zambonium (shih Kimi dhe Jeta, Nr. 6, 2007). Fizikanti dhe prifti italian Giuseppe Zamboni (1776-1846) në 1812 mblodhi një kolonë prej disa qindra qarqesh letre, në njërën anë të së cilës ishte një shtresë e hollë zinku, dhe në anën tjetër - një përzierje e dioksidit të manganit dhe çamçakëzit të perimeve. Lagështia e përmbajtur në letër shërbeu si elektrolit. Një shtyllë e tillë prodhoi një tension të lartë, por vetëm një rrymë shumë të vogël. Isshtë shtylla e Zamboni që ka lejuar kupat të trokasin në kambanën e vendosur në Laboratorin Clarendon në Oksford për gati dy shekuj. Sidoqoftë, për qëllime praktike, një bateri e tillë nuk është e përshtatshme.

Qeliza e parë galvanike e thatë që mund të zbatohej në praktikë u patentua në 1886 nga inxhinieri gjerman Karl Gassner (1855-1942). Reaksionet kimike që ndodhnin në të ishin të njëjta si në ndërtimet e mëparshme: Zn + 2MnO 2 + 2NH 4 Cl → 2MnO (OH) + Cl 2. Në këtë rast, elektroda e zinkut shërbeu njëkohësisht si një enë e jashtme. Elektroliti ishte një përzierje mielli dhe gipsi, një zgjidhje e klorureve të amonit dhe zinkut u zhyt në të (gipsi u zëvendësua më pas me niseshte). Shtimi i klorurit të zinkut në elektrolit uli ndjeshëm gërryerjen e elektrodës së zinkut dhe zgjati jetëgjatësinë e qelizës. Elektroda pozitive ishte një shufër karboni, e cila ishte e rrethuar nga një masë dioksidi mangani dhe blozë në një qese letre. Nga lart, elementi u vulos me bitum. Kapaciteti i elementeve u kompensua nga madhësia e tyre. Në përgjithësi, qeliza e kripës e Gassner ka mbijetuar deri më sot dhe prodhohet në sasi prej shumë miliarda në vit. Por në shekullin XX, ata u konkurruan me elementë alkaline, të cilët ndonjëherë gabimisht quhen "alkaline", pa u shqetësuar të shikojnë fjalorin kur përkthehen nga anglishtja.

Si përfundim, ne vërejmë se bateritë galvanike të një modeli ose të një tjetri ishin burimet kryesore të energjisë elektrike deri në shpikjen e dinamos.

Forca elektromotore. - "Elementet".

Luigi Galvani - studiues i bioelektrikitetit

I lindur më 9 shtator 1737 në Bolonjë (rajoni papal), ai jetoi dhe vdiq atje më 4 dhjetor 1798, pasi kishte jetuar plot 61 vjet. Me profesion, ai ishte mjek, fizikan dhe filozof, gjë që ishte mjaft e zakonshme në atë kohë. Emri i tij latin lexon Aloysius Galvani (Aloysius Galvani).

Luigi Galvani ishte i pari që hetoi bioelektrike... Në 1780, Luigi eksperimentoi me trupat e bretkosave të ngordhura. Ai dërgoi një rrymë elektrike nëpër muskujt e tyre dhe këmbët u dridhën, muskujt filluan të kontraktohen. Ky ishte hapi i parë drejt studimit të sinjaleve të sistemit nervor.

biografi e shkurtër

Luigi Galvani (1737-1798)

Lindur nga Dominico dhe gruaja e tij e katërt, Barbara Foski. Prindërit e Luigi nuk ishin aristokratë, por ata kishin fonde të mjaftueshme për të edukuar një nga fëmijët. Luigi Galvani donte të merrte një arsim fetar në kishë, në atë epokë ishte në shumë aspekte prestigjioze, dhe ai studioi për 15 vjet në një institut fetar, përkatësisht në kishëzën Padri Filippini (Oratorio dei Padri Filippini). Në të ardhmen, ai do të merrte premtime fetare, por prindërit e tij e bindën që të mos e bënte këtë dhe të vazhdonte shkollimin e tij më tej. Rreth 1755 Luigi hyri në Fakultetin e Arteve në Universitetin e Bolonjës. Atje, Luigi iu nënshtrua një kursi mjekësor në të cilin studioi veprat Hipokrati, Galena dhe Avicena (Ibn Sina) Përveç studimit të punimeve, Luigi ishte e angazhuar në praktikën mjekësore, përfshirë kirurgjinë. Kjo i lejoi atij të studionte më tej kërkimet bioelektrike.

Në 1759, Luigi Galvani mori një diplomë në mjekësi dhe filozofi, e cila i dha atij të drejtën për të ligjëruar në universitet pasi mbrojti një tezë, të cilën ai e mbrojti më 21 qershor 1761. Tashmë në 1762 ai u bë një lektor nderi në anatomi dhe kirurgji. Në të njëjtin vit, ai u martua me Lucia Galeazzi, vajza e një prej profesorëve të universitetit. Luigi u transferua për të jetuar në shtëpinë e profesorit Galeazzi dhe e ndihmoi atë në kërkimet e tij. Pas vdekjes së vjehrrit të tij në 1775, Luigi Galvani u emërua mësues për të zëvendësuar Galezzin e vdekur.

Detyra e Galvanit si anëtar i Akademisë së Shkencave që nga viti 1776 përfshinte kërkime të rregullta në fushën e anatomisë praktike njerëzore. Ai duhej të botonte të paktën një studim në vit.

Eksperimente me bretkosa

Me kalimin e viteve, Luigi Galvani filloi të interesohej për përdorimin mjekësor të energjisë elektrike. Kjo fushë kërkimore ka qenë e përhapur që nga mesi i shekullit të 18-të, pas zbulimit të efekteve të energjisë elektrike në trupin e njeriut.

Diagrami i eksperimentit të Luigi Galvanit me trupin e një bretkose, rreth fundit të viteve 1780

Ekziston një legjendë sipas së cilës fillimi i eksperimenteve me bioelektrike u shtrua nga rasti që ndodhi si më poshtë.

Luigi e vendosi bretkosën e ngordhur në tryezë për të eksperimentuar me lëkurën e saj për të gjeneruar elektricitet statik. Para kësaj, eksperimentet me energji statike tashmë ishin kryer në tryezë, dhe doli që asistenti i tij (asistenti) preku një bisturi metalike në të cilën kishte një ngarkesë elektrike në nervin shiatik të hapur të bretkosës. Ai duhet të ketë qenë duke e copëtuar atë. Por pastaj ndodhi e papritura. Asistenti pa shkëndija dhe këmba e bretkosës së ngordhur u tkurr si në jetë.

Ky vëzhgim ishte hapi i parë drejt fillimit të hulumtimit. bioelektrike... U gjet një lidhje midis aktivitetit nervor dhe energjisë elektrike, midis jetës biologjike dhe sinjaleve elektrike. U bë e qartë se aktiviteti i muskujve kryhet me ndihmën e energjisë elektrike, me ndihmën e rrymës në elektrolite. Para kësaj, ishte përgjithësisht e pranuar në shkencë që aktiviteti i muskujve ndodh përmes një substance të caktuar të quajtur emri i elementeve të ajrit dhe ujit.

Galvani krijoi termin - energjia elektrike e kafshëve(elektriciteti i kafshëve) për të përshkruar forcën që aktivizon muskujt. Ky fenomen u quajt më vonë galvanizëm (galvanizëm), por pas Galvanit me sugjerimin e bashkëkohësve të tij.

Për momentin, një seksion i tillë si elektrofiziologjia është i angazhuar në studimin e efekteve galvanike të biologjisë. Emri galvanizëm përdoret më shumë në një kontekst historik sesa në atë shkencor.

Galvani kundër Voltës

Profesor i Fizikës Eksperimentale Alessandro Volta në Universitetin e Pavisë (Pavia) ishte shkencëtari i parë që dyshoi në korrektësinë e eksperimenteve të Galvanit dhe vazhdoi kërkimin.

Qëllimi i tij ishte të përcaktonte nëse shkaku i tkurrjes së muskujve është vërtet bioelektrike, ose ndodh si rezultat i kontaktit metalik. Nënkuptimi ishte se qelizat e gjalla nuk mund të prodhojnë energji elektrike, që do të thotë se atëherë nuk ka energji elektrike të kafshëve.

Alessandro Volta testoi hipotezën e tij dhe zbuloi se, me të vërtetë, qelizat e gjalla janë të afta të prodhojnë energji elektrike, që do të thotë bioelektrike ekziston, qelizat e gjalla janë burime të rrymës. Hipoteza e Voltës se muskujt kontraktohen vetëm si rezultat i energjisë elektrike të jashtme, kur prekin një objekt metalik me një ngarkesë statike, gjithashtu u hodh poshtë nga ai. Hulumtime të mëtejshme Alessandro Volta e çoi atë në krijimin e një baterie galvanike, e cila përdor fenomene elektrokimike të ngjashme me ato që ndodhin në qelizat e gjalla.

Si rezultat i hulumtimit të tij, Volta zbuloi se çdo qelizë ka potencialin e vet qelizor, i cili bioelektrike ka të njëjtën bazë kimike si qelizat elektrokimike, duke dhënë një ndryshim të mundshëm. Alessandro Volta tregoi respekt për kolegun e tij dhe shpiku termin galvanizëm për të nxjerrë në pah kontributin e Luigi Galvanit në hapjen bioelektrike... Sidoqoftë, Volta kundërshtoi disa energji elektrike të veçanta në formë lëngu elektrik i kafshëve, dhe kishte të drejtë. Çmimi ishte krijimi i burimeve aktuale kimike - qelizave galvanike. Alessandro Volta i pari që ndërtoi bateri kimike të përbërë nga shumë qeliza galvanike. Bateri të tilla u quajtën shtyllë volt, një burim me një vlerë EMF prej më shumë se 100 Volt u mblodh nga shumë elementë, gjë që bëri të mundur kryerjen e studimit të mëtejshëm të fenomeneve të energjisë elektrike.

Punime nga Luigi Galvani

Puna kryesore e Luigi Galvani bioelektrike i quajtur De Viribus Electricitatis në Motu Musculari Commentarius (format PDF), përkthyer në Rusisht, Traktat mbi forcat e energjisë elektrike gjatë lëvizjes së muskujve (format djvu). Ju mund t'i shkarkoni këto vepra për studim të thelluar dhe zgjerimin e horizontit tuaj.

Doktor i Shkencave Fizike dhe Matematike V. Olshansky

TRIUMFI MISTERIOZ

Volta ia tregon shpikjen e tij Napoleonit - shtyllës së Voltës.

Luigi Galvani (1737-1798).

Lucia Galeazzi, gruaja e Galvanit.

Në eksperimentet e tij, Galvani përdori një makinë elektroforetike si kjo.

Galvani, gruaja e tij dhe një asistent po kryejnë një eksperiment në një laborator në shtëpi. A. Muzzi, 1862.

Një bretkocë e përgatitur për eksperimente me një makinë elektroforetike dhe një kavanoz Leyden. Duke u nxjerrë nga traktati i Galvanit.

Diagrami i eksperimentit për studimin e energjisë elektrike atmosferike. Detektori është një këmbë bretkosa, nervi i së cilës është i lidhur me shufrën e rrufesë, dhe muskuli është i lidhur përmes një përcjellësi me ujin në pus. Duke u nxjerrë nga traktati i Galvanit.

Alessandro Volta (1745-1827).

Një shtyllë voltaike e përbërë nga disqe metalikë të ndarë nga rrathët e rrobave të lagura.

Në 1801, një ngjarje goditëse u zhvillua në Paris, e përshkruar në mënyrë të përsëritur nga historianët e shkencës: në prani të Napoleon Bonaparte, u bë një prezantim i veprës "Organi Artificial Elektrik që Imiton Organin Elektrik Elektrik të Ngjalës ose Stingray" me një demonstrim të një modeli të këtij organi. Napoleoni i dha bujarisht autorit: një medalje u godit për nder të shkencëtarit dhe u vendos një çmim prej 80,000 kurora. Të gjitha shoqëritë kryesore shkencore të asaj kohe, përfshirë Akademinë e Shkencave të Shën Petersburgut, shprehën dëshirën për ta parë atë në radhët e tyre dhe universitetet më të mira në Evropë ishin gati t'i siguronin departamentet e tyre. Më vonë ai mori titullin kont dhe u emërua anëtar i Senatit të Mbretërisë së Italisë. Emri i këtij njeriu është i njohur sot, dhe versione të ndryshme të organeve elektrike artificiale që imitojnë ato natyrore prodhohen në miliarda dollarë. Ne po flasim për Alessandro Volta dhe shpikjen e tij - Shtylla Voltaike, prototipi i të gjitha baterive dhe akumulatorëve modernë. Çfarë lidhje ka shtylla Voltaike me organet elektrike të peshkut - më shumë për këtë më vonë, por tani për tani le t'i kushtojmë vëmendje faktit që demonstrata u krye me madhështi të theksuar dhe me një turmë të madhe njerëzish.

Shtylla e voltit supozohej të jepte një tension prej 40-50 volt dhe një rrymë prej më pak se një amper. Çfarë saktësisht kishte për të treguar Volta për të kapur imagjinatën e përgjithshme? Imagjinoni që jo Volta, por ju jeni duke qëndruar para Napoleonit me një kuti të plotë të baterive më të mira dhe doni të demonstroni diçka spektakolare me ndihmën e tyre. Nuk ka llamba, motorë, lojtarë dhe të tjerë edhe në ide. Përafërsisht, ku mund t'i vendosë Volta bateritë e tij?

Makina elektrofore ishte e njohur prej kohësh në atë kohë; kavanoza Leyden ishte shpikur më shumë se 50 vjet më parë. Çdo gjë që lidhet me shkëndijat, kërcitjen, topat e ndezur të elektrizuar, kërcimin e njëkohshëm nga një goditje elektrike e një grupi të madh njerëzish tashmë është demonstruar më shumë se një herë dhe nuk ka shkaktuar as një pjesë të vogël të nderimeve dhe çmimeve të tilla. Pse triumfoi Shtylla Voltaike?

Me sa duket, sekreti i suksesit ishte se Volta përsëriti para Napoleonit eksperimentet për ringjalljen e gjymtyrëve të prera me ndihmën e sasive të vogla të energjisë elektrike. "Unë i bëra ato jo vetëm mbi bretkosat, por edhe mbi ngjala dhe peshq të tjerë, mbi hardhucat, salamandrat, gjarpërinjtë dhe, më e rëndësishmja, mbi kafshët e vogla me gjak të ngrohtë, domethënë mbi minjtë dhe zogjtë," shkroi shkencëtari në 1792, në fillimi i kërkimit që përfundimisht çoi në një shpikje të madhe. Imagjinoni pjesët e ndryshme të prera të kafshëve të ndryshme të shtrirë plotësisht të palëvizshme, siç i përshtaten gjymtyrëve të prera, nga të cilat doli forca vitale. Prekja më e vogël e shtyllës Voltaike - dhe mishi vjen në jetë, dridhet, kontraktohet dhe dridhet. A ka pasur ndonjë eksperiment në historinë e shkencës që është më i mahnitshëm për imagjinatën?

Por të gjithë e dinë që ideja e këtyre eksperimenteve nuk i përkiste Voltës, por Luigi Galvani. Pse ai nuk u mbulua me nderime në radhë të parë, ose të paktën pranë Voltës? Arsyeja nuk është aspak se Galvani kishte vdekur tashmë në atë kohë - nëse do të ishte gjallë, çmimi Napoleonik ka shumë të ngjarë të kishte shkuar në Volta. Dhe nuk ka të bëjë me Napoleonin - në vitet në vijim ai nuk ishte i vetmi që e rriti Voltën dhe e nënçmoi Galvanin. Dhe kishte arsye për këtë.

Drejt "FROGER"

Nga librat shkollorë të fizikës për Luigi (ose, në formën e latinizuar, Aloysius) Galvani, dihet përafërsisht sa vijon: një mjek italian, anatomist dhe fiziolog i fundit të shekullit të 18 -të; ai hasi në një fenomen të quajtur "eksperimenti i Galvanit" rastësisht dhe nuk mund ta shpjegonte saktë, pasi ai doli nga një hipotezë e rreme për ekzistencën e disa elektriciteteve të kafshëve. Por fizikanti Alessandro Volta ishte në gjendje të kuptonte fenomenin dhe të krijonte një pajisje të dobishme bazuar në të.

Duket se fotografia është e qartë: anatomisti ishte duke prerë bretkosa (dhe çfarë tjetër mund të bëjë një anatomist?), Aksidentalisht u ndesh me faktin se putra tundet nën ndikimin e rrymës dhe nuk kuptoi asgjë - jo një fizikan , ku duhet ta kuptojë thelbin e gjërave. Volta, një fizikan, përsëriti me kujdes gjithçka, shpjegoi gjithçka në mënyrë korrekte dhe madje e konfirmoi atë në praktikë. Dhe fakti që anatomisti dhe mjeku, ose nga kokëfortësia, ose nga pamendimi, vazhduan të këmbëngulnin për veten e tyre, e karakterizon plotësisht keq.

Nuk është e qartë pse njerëzimi doli të ishte aq mbështetës për këtë mjek, i cili i dha emrin rrymave të përcjelljes, dhe të gjithë fushës së fizikës, dhe një pajisje për matjen e rrymës, dhe procesit më të rëndësishëm teknologjik të depozitimit elektrokimik të veshjeve metalike , dhe madje edhe burimet aktuale të shpikura nga Volta. Asnjë nga fizikantët më të famshëm - as Njutoni, as Dekarti, as Leibnizi, as Huygensi, as i preferuari i fizikës klasike, James Clerk Maxwell - nuk janë kaq shumë terma të lidhur.

Por këtu është gjëja qesharake: kur bëhet fjalë për zona jo-fizike, termat që lidhen me emrin e Galvanit janë mjaft të respektueshëm dhe të qëndrueshëm: galvanoterapi, banjë galvanike, galvanotaksi. Nëse çështja ka të bëjë me fizikën, atëherë për çdo term galvanik ekziston një term antigalvanik: jo një galvanometër, por një ampermetër; jo rrymë galvanike, por rrymë përcjellëse; jo një qelizë galvanike, por një burim aktual kimik. Sa më ortodoks të jetë një libër shkollor i fizikës, aq më pak ka të ngjarë që në të të gjejë jo vetëm ndonjë përmendje të meritave shkencore të Galvanit, por edhe terminologjinë galvanike. Autoritetet zyrtare të perandorisë së Sir Isaac Newton, ose "tsehoviks" siç i quante Gëte, mohojnë qartë shtetësinë e Luigi Galvani, por dikush vazhdimisht shkruan emrin e tij në muret e tempullit të shkencës dhe kujton ekzistencën e tij.

Dhe tani do të flasim për kërkimin e kryer pothuajse dyqind vjet pas botimit të veprës së Gilbert. Ato shoqërohen me emrat e profesorit italian të anatomisë dhe mjekësisë Luigi Galvani dhe profesorit italian të fizikës Alessandro Volta.

Në laboratorin e anatomisë të Universitetit të Boulogne, Luigi Galvani kreu një eksperiment, përshkrimi i të cilit tronditi shkencëtarët në të gjithë botën. Bretkosat u copëtuan në një tryezë laboratori. Qëllimi i eksperimentit ishte të demonstronte dhe vëzhgonte nervat e zhveshur të ekstremiteteve të tyre. Në këtë tryezë ishte një makinë elektrostatike, me ndihmën e së cilës u krijua dhe u studiua një shkëndijë. Le të citojmë deklaratat e vetë Luigi Galvani nga puna e tij "Për forcat elektrike gjatë lëvizjeve muskulare": "... Një nga asistentët e mi aksidentalisht preku shumë lehtë nervat e brendshme të femurit të bretkosës me një majë. Këmba e bretkosës u kërcit ashpër. " Dhe më tej: "... Kjo arrin kur një shkëndijë nxirret nga kondensatori i makinës".

Ky fenomen mund të shpjegohet si më poshtë. Një fushë elektrike në ndryshim vepron në atomet dhe molekulat e ajrit në zonën e formimit të shkëndijës, si rezultat ata fitojnë një ngarkesë elektrike, duke pushuar së qeni neutrale. Jonet që rezultojnë dhe molekulat e ngarkuara elektrike përhapen në një distancë të caktuar, relativisht të shkurtër nga makina elektrostatike, pasi kur lëvizin, përplasen me molekulat e ajrit, ata humbasin ngarkesën e tyre. Në të njëjtën kohë, ato mund të grumbullohen në objekte metalike, të izoluara mirë nga sipërfaqja e tokës, dhe shkarkohen në rast se një qark elektrik përçues ndodh në tokë. Kati i laboratorit ishte i thatë dhe prej druri. Ai izoloi mirë dhomën ku Galvani punonte nga toka. Objekti mbi të cilin u grumbulluan akuzat ishte një bisturi metalike. Edhe një prekje e lehtë e nervit të bretkosës me bisturinë çoi në një "shkarkim" të energjisë elektrike statike të grumbulluar në bisturinë, duke bërë që putra të tërhiqej pa ndonjë dëmtim mekanik. Vetë fenomeni i një shkarkimi sekondar të shkaktuar nga induksioni elektrostatik ishte i njohur tashmë në atë kohë.

Talenti brilant i eksperimentuesit dhe kryerja e një numri të madh studimesh të gjithanshme i lejuan Galvanit të zbulonte një fenomen tjetër të rëndësishëm për zhvillimin e mëtejshëm të inxhinierisë elektrike. Ekziston një eksperiment në studimin e energjisë elektrike atmosferike. Le të citojmë vetë Galvanin: "... I lodhur ... nga pritja e kotë ... ... filloi ... ... për të shtypur grepat e bakrit të mbërthyer në palcën kurrizore në grilën e hekurt - këmbët e bretkosës u tkurrën. " Rezultatet e eksperimentit, të kryera jo më në ajër të hapur, por në ambiente të mbyllura në mungesë të ndonjë makine elektrostatike që punojnë, konfirmuan se tkurrja e muskujve të bretkosës, e ngjashme me tkurrjen e shkaktuar nga shkëndija e një makine elektrostatike, ndodh kur trupi i bretkosës prek njëkohësisht dy objekte të ndryshme metalike - një tel dhe një pjatë bakri, argjendi ose hekuri. Askush nuk e kishte vërejtur një fenomen të tillë para Galvani. Bazuar në vëzhgimet, ai bën një përfundim të guximshëm, të qartë. Ekziston një burim tjetër i energjisë elektrike, është energjia elektrike "shtazore" (termi është ekuivalent me termin "aktiviteti elektrik i indeve të gjalla"). Një muskul i gjallë, argumentoi Galvani, është një kondensator si një kavanoz Leyden, dhe energjia elektrike pozitive grumbullohet brenda tij. Nervi i bretkosës shërben si një "përcjellës" i brendshëm. Lidhja e dy përçuesve metalikë në muskul krijon një rrymë elektrike, e cila, si një shkëndijë nga një makinë elektrostatike, bën që muskuli të kontraktohet.

Galvani eksperimentoi vetëm në muskujt e bretkosës në mënyrë që të merrte një rezultat të caktuar. Ndoshta kjo është ajo që e lejoi atë të sugjeronte përdorimin e "përgatitjes fiziologjike" të këmbëve të bretkosës si një matës për sasinë e energjisë elektrike. Masa e sasisë së energjisë elektrike, për të cilën u përdor një tregues i ngjashëm fiziologjik, ishte aktiviteti i ngritjes dhe rënies së putrës kur prek një pllakë metalike, e cila njëkohësisht preket nga grepi që kalon nëpër palcën kurrizore të bretkosës, dhe frekuenca e ngritjes së putrës për njësi të kohës. Për ca kohë, një tregues i tillë fiziologjik u përdor edhe nga fizikantët kryesorë, dhe në veçanti nga Georg Ohm.

Eksperimenti elektrofiziologjik i Galvanit lejoi Alessandro Volta të krijojë burimin e parë elektrokimik të energjisë elektrike, e cila, nga ana tjetër, hapi një epokë të re në zhvillimin e inxhinierisë elektrike.

Alessandro Volta ishte një nga të parët që vlerësoi zbulimin e Galvanit. Ai përsërit me shumë kujdes eksperimentet e Galvani, merr shumë të dhëna që konfirmojnë rezultatet e tij. Por tashmë në artikujt e tij të parë "Për energjinë elektrike të kafshëve" dhe në një letër drejtuar doktorit Boronio të datës 3 prill 1792, Volta, në kontrast me Galvanin, i cili interpreton fenomenet e vëzhguara nga pikëpamja e energjisë elektrike "shtazore", nxjerr në pah dukuritë kimike-fizike. Volta përcakton rëndësinë e përdorimit për këto eksperimente të metaleve të ndryshëm (zink, bakër, plumb, argjend, hekur), midis të cilëve është vendosur një leckë e lagur me acid.

Ja çfarë shkruan Volta: "Në eksperimentet e Galvanit, burimi i energjisë elektrike është një bretkocë. Metale të ndryshme, atëherë kur një qark i tillë mbyllet, shfaqet një veprim elektrik. Në eksperimentin tim të fundit, morën pjesë edhe dy metale të pangjashëm - stanyol (plumb ) dhe argjendi, dhe pështyma e gjuhës luante rolin e një lëngu. lëngje nga një vend në tjetrin. Por unë mund t'i kisha zhytur të njëjtat objekte metalike thjesht në ujë ose në një lëng të ngjashëm me pështymën? Çfarë do të thotë "kafsha" ka lidhje me energjinë elektrike? "

Eksperimentet e kryera nga Volta bëjnë të mundur formulimin e përfundimit se burimi i veprimit elektrik është një zinxhir i metaleve të pangjashëm kur ato vijnë në kontakt me një leckë të lagur ose të njomur në një zgjidhje acidi.

Në një nga letrat drejtuar mikut të tij doktorit Vasagi (përsëri një shembull i interesit të mjekut për energjinë elektrike) Volta shkroi: "Unë kam qenë prej kohësh i bindur se të gjitha veprimet vijnë nga metalet, nga kontakti i të cilave lëngu elektrik hyn në një lagështirë ose trupi i holluar me ujë. në vetvete ka të drejtë t'i atribuojë të gjitha fenomenet e reja elektrike metaleve dhe të zëvendësojë emrin "energjia elektrike e kafshëve" me shprehjen "energji elektrike metalike".

Sipas Voltës, këmbët e bretkosës janë një elektroskop i ndjeshëm. Një mosmarrëveshje historike u shfaq midis Galvani dhe Volta, si dhe midis ndjekësve të tyre - një mosmarrëveshje në lidhje me energjinë elektrike "shtazore" ose "metalike".

Galvani nuk u dorëzua. Ai përjashtoi plotësisht metalin nga eksperimenti dhe madje i ndau bretkosat me thika qelqi. Doli se edhe me një eksperiment të tillë, kontakti i nervit femoral të bretkosës me muskulin e tij çoi në një tkurrje të dukshme, edhe pse dukshëm më pak se me pjesëmarrjen e metaleve. Ky ishte regjistrimi i parë i fenomeneve bioelektrike mbi të cilat është ndërtuar elektrodiagnostika moderne e sistemit kardiovaskular dhe një sërë sistemesh të tjera njerëzore.

Volta po përpiqet të kuptojë natyrën e fenomeneve të pazakonta të zbuluara. Para vetes, ai formulon qartë problemin e mëposhtëm: "Cili është shkaku i shfaqjes së energjisë elektrike? - e pyeta veten në të njëjtën mënyrë siç do ta bënte secili prej jush. Reflektimet më çuan në një zgjidhje: nga kontakti i dy të ndryshëm metale, të tilla si argjendi dhe zinku, bilanci i energjisë elektrike në të dy metalet është i shqetësuar. Në pikën e kontaktit të metaleve, energjia elektrike pozitive drejtohet nga argjendi në zink dhe grumbullohet në këtë të fundit, ndërsa energjia elektrike negative kondensohet në argjend. Kjo do të thotë se materia elektrike lëviz në një drejtim të caktuar. të mbivendosur mbi njëra -tjetrën pllaka argjendi dhe zinku pa ndarës të ndërmjetëm, domethënë, pllakat e zinkut ishin në kontakt me ato të argjendit, atëherë efekti i tyre i përgjithshëm u zvogëlua në zero. Për të rritur efektin elektrik ose ta përmbledhim, secila pllakë zinku duhet të vihet në kontakt me vetëm një argjend dhe të paloset në mënyrë sekuenciale më së shumti më shumë çifte. Kjo arrihet pikërisht me faktin se në secilën pjatë zinku vendos një copë të lagur të rrobave, duke e ndarë kështu nga pllaka argjendi e palës tjetër. ”Pjesa më e madhe e asaj që tha Volta nuk e humbet rëndësinë e saj edhe tani, në dritën e koncepte shkencore moderne.

Fatkeqësisht, kjo mosmarrëveshje u ndërpre tragjikisht. Ushtria e Napoleonit pushtoi Italinë. Për refuzimin e betimit për qeverinë e re, Galvani humbi karrigen, u pushua nga puna dhe shpejt vdiq. Pjesëmarrësi i dytë në polemikë, Volta, jetoi për të parë ditën e njohjes së plotë të zbulimeve të të dy shkencëtarëve. Në një mosmarrëveshje historike, të dy kishin të drejtë. Biologu Galvani zbriti në historinë e shkencës si themeluesi i bioelektricitetit, fizikani Volta - si themeluesi i burimeve aktuale elektrokimike.