莱顿罐子——1745年

由于莱顿罐可以储存大量的电荷,科学家可以用一种前所未有的方式进行电实验。

罐子捕捉和储存电比捕捉萤火虫更难,但两者都需要用到罐子!发明的第一个可以获取电荷并将其储存起来,直到科学家想要将其用于实验或演示的装置是莱顿罐。莱顿罐以它第一次被用于研究的一所大学(莱顿大学)命名,在18世纪中叶由英国科学家独立开发葛格·冯·克莱斯特在德国和彼得·范·穆申布鲁克在荷兰。

随着时间的推移,莱顿罐演变成更复杂、更高效的设备,但最早的版本非常简单。这些由内外表面涂有金属箔的玻璃钟形罩组成。罐子里装满了水(有时是啤酒!),有一个塞子,塞子上有一根电线穿过。电线的自由端可以把这个装置连接到一个电线上静电发生器这是一种快捷方便的电力来源。这里展示的更先进的模型的特点是一个外部金属球连接到莱顿罐的内部,由一根黄铜棒终止在一个链条上,而不是简单的电线。

起初,人们以为莱顿罐子里的液体储存着电,但通过实验,科学家们发现水是不必要的。后来的模型是空的,但仍然可以工作,因为一个正常工作的莱顿罐的基本要求是存在由绝缘体隔开的两个导体。一般来说,莱顿罐里有两层金属箔作为导体,玻璃是绝缘体,所以不需要水(也是导体)。当与静电发生器一起使用时,电荷从发电机流向莱顿罐中的金属球或其他铅,并积聚在导电箔的内层,因为它被绝缘玻璃阻挡了进一步的移动。同时,由于带正电的粒子被聚集在罐子里的负电粒子所吸引,外层的铝箔层与地面形成了相反的电荷。在以某种方式释放之前,莱顿罐两侧相等但相反的电荷保持不变。

为了释放莱顿罐中的电流,必须提供一条路径,使存储的电荷可以沿着它移动。电线、棒子甚至人手都可以用来做这个。事实上,本杰明·富兰克林最喜欢的电子演示之一就是许多人手牵着手站成一圈。一个人被要求触摸带电的莱顿罐的顶部,而链条末端的人则被要求用另一只空手触摸同一罐的底部。电流在小组的每个成员身上流动,每个人都感到伴随而来的震惊。这种示威活动相当危险,但仍然很受欢迎。

作为第一个电容器在美国,莱顿罐还可以用于更实际的用途。关于罐子的知识迅速传播到世界各地的实验室,促进了比以前更多的电学研究。这项研究也变得可移动:多亏了“瓶子里的电”,科学家们可以在室外和路上进行电实验。后来电容器成为电子产品的重要部件,如灯和收音机。

最后修改于2014年12月10日