最早儲存電的容器

轟動巴黎的科學表演

1746年4月春光明媚的一天、巴黎的市民穿紅戴綠、扶老攜幼，從四面八方向"巴黎聖母院"教堂前的廣場趕去，去觀看一場神奇的科學表演。

下午3時，教堂正門台階上臨時搭起的觀禮台上，坐滿了達官顯貴和皇室人員，四周彩旗飄揚，鼓樂齊鳴。表演開始了，為首的神父--巴黎實驗物理學校教師諾雷走向觀禮台，鞠躬致禮後，讓700名修道士手拉手地圍成一個直徑約270米的半圓圈，他走到圓圈的中心，將一隻銀光閃閃的玻璃瓶高高舉起，大聲說："這瓶子就是這幾個月來人們熱衷於議論的萊頓瓶，現在我將使各位大人親眼目睹它的神威。"接著，他令助手拿來摩擦起電機，手搖把柄，向萊頓瓶充電。然後，他讓排頭的修道士手捧玻璃瓶，再令排尾的修道上用手去握住萊頓瓶中央金屬棒引出的導線，就在修道士握住這導線的瞬間，驀然一聲"噼啪"響，700多名修道上同時像觸電一樣，跳了起來，一個個嚇得面如土色。這一觸目驚心的場面，使所有的觀眾都驚得目瞪口呆：小小的玻璃瓶，哪來這麼巨大的威力，真是不可思議！

"這威力並不是來自瓶子，而是這萊頓瓶里儲藏的電。電將是未來世界的主宰。"諾雷教師講起了萊頓瓶的發明故事來。

用水保存電實驗中的發現

事情回到幾個月前的1745年。在荷蘭王國的阿姆斯特丹與海牙之間，有一座美麗而靜謚的小城，叫萊頓城。城裡有一所古老又著名的高等學府，就是創建於中世紀的萊頓大學。大學裡有一位從事剛興起的電現象研究的物理學家，名叫馬森布羅克，他對當時發明的幾種摩擦起電機很感興趣，想通過實驗找到一種能把靜電"儲存"起來的容器。

那天，他來到實驗室的時候，他的助手和往常一樣，已把實驗裝置難備好了。桌上擺著一台摩擦起電機，上方用絲線水平懸吊著一根鐵管，鐵管的一端正好碰在起電機的玻璃球上，另一端懸空繞著一根鋼絲。為了驗證起電機產生的電荷能從鐵管的玻璃球端傳到鋼絲端，待助手用手搖起電機後，他使用手指接近銅絲，立即看到手指與鋼絲之間的電火花。

這時他忽然產生一個靈感，讓助手找來一個盛水的玻璃瓶，用絲線吊在繞有銅絲的鐵管一端，使鋼絲正好插在玻璃瓶的水中。他想，鐵管上傳過來的電荷也許可儲存在水中。實驗開始了，助手一次又一次地手搖起電機，他也一次次小心地用手指測試電火花。突然，他發現瓶子有點晃動，於是他伸過另一隻手去托住瓶子。猛然一聲巨響，把馬森布羅克擊倒在地，他覺得手臂一陣麻痛，比平時手指受到的針刺般灼痛要歷害不知多少倍。

儘管馬森布羅克一時還未弄清楚這現象的來龍去脈，但強烈的放電立即引起周圍人的好奇。消息不脛而走，聞訊趕來看熱鬧的人絡繹不絕；很快被法國的諾雷神父知道了，他對用水"儲存"電很感興趣，反覆做著實驗，終於弄明白是乾燥的玻璃瓶把靜電"儲存"起來。因為這個最早的儲存電的容器，是馬森市羅克在萊頓城發明的，後來大家就把它叫做"萊頓瓶"。

給電荷找到了儲藏室

馬森市羅克和諾雷知道了是乾燥的玻璃瓶能夠儲存靜電以後，就著手對萊頓瓶作改進。在一個玻璃瓶的內外壁上粘貼上一層錫箔，瓶口蓋上絕緣的軟木塞，塞子中央打個孔，插上一根金屬棒，棒的上端是個金屬球，下端用金屬鏈與錫箔相連。這樣製造的萊頓瓶，當用一個帶電體或起電機的導體與金屬球接觸時，假如帶電體帶正電，瓶里的錫箔上會帶上正電，由於靜電感應的緣故，瓶外的錫箔因與大地接觸，大地上就會有負電荷跑到瓶外的錫箔上，這時一旦把帶電體移去，內外錫箔上帶的正、負電荷因為彼此相互吸引，好像組成一個"家"一樣，都和睦相處地留在那裡，很長時間也不會跑散。這就是萊頓瓶充電的原理。

要使用萊頓瓶里的電時，只要用導體將金屬球和瓶外壁錫箔相接，就會產生強烈的火花放電，並有一股氣味，放電時發出的電火花可點燃酒精燈，直到瓶內外兩種電互相中和，不再帶電為止。

萊頓瓶作為當時人們認識電的儀器是很有意思的，一些人用它來電殺小雞、小鳥和使鋼針磁化的表演，也有人用它來作以身試電的實驗，他們甚至以能親自受電一擊為榮。這些有趣的實驗和表演，實際上起了為電現象做廣告的作用，吸引廣大有識之士投身到電學研究中去。富蘭克林用風箏引雷電就是一個例子。

電的探索之路

但就是這隻舊式電容器，卻成了當時人們探索電世界奧秘的有力武器，並由此引出許多科學成果。例如，1746年，英國學者斯賓士將萊頓瓶帶到美國波士頓講學，引起了富蘭克林的極大興趣，臨別時，斯賓士將萊頓瓶等一部分儀器送給富蘭克林。加之後來富蘭克林又收到他的一位有通信聯繫的朋友、英國皇家學會會員柯林遜從倫敦給他寄來的二隻萊頓瓶，從此富蘭克林走上了電學研究的道路，後來做出了許多重大貢獻。18世紀末，一個叫皮爾生的科學家，為了電解水，利用萊頓瓶儲存的電荷，通過艱難的14600次放電，最終得到1/3立方英寸（約5.5立方厘米）的氣體。另外，現在的收音機、電視機裡面使用的電容器，就是根據萊頓瓶的原理製成的。

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