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亞歷山德羅·伏打

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亞歷山德羅·伏打
Alessandro Volta
出生(1745-02-18)1745年2月18日
米蘭公國科莫
逝世1827年3月5日(1827歲—03—05)(82歲)
 奥地利帝國伦巴第-威尼托科莫
国籍意大利
知名于发明电池
发现甲烷
伏特
电势
电压表
奖项科普利奖章(1794年)
法国荣誉军团勋章
铁冠勋章英语Order of the Iron Crown (Kingdom of Italy)
科学生涯
研究领域物理學化学

亚历山德罗·朱塞佩·安东尼奥·阿纳斯塔西奥·伏特[註 1]義大利語Alessandro Giuseppe Antonio Anastasio Volta,1745年2月18日—1827年3月5日),義大利物理學家,19世紀因發明電池而聞名,後來受封為伯爵

早期生活和事蹟

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1745年2月18日,伏打出生在科莫。1774年,他成為科莫皇家學院(the Royal School in Como)的一名物理教授。一年後,他改進並推廣了起电机,即產生靜電的設備。虽然经常有人将起电机的发明归功于伏打,但实际上,起电机的原理是1762年由瑞典物理学家约翰·维尔克英语Johan Wilcke提出的。

1776年至1778年間,伏打開始研究氣體的化學性質。他在讀完了一篇美国的本杰明·弗兰克林所著的關於「可燃空氣」的論文後研究并發現了甲烷,1776年11月,他在馬焦雷湖發現甲烷,并于1778年成功地分離出了甲烷。他设计了一些實驗,例如在密閉容器中由電火花点燃甲烷。

伏打還研究了我們現在所谓的電容,他研究了电势電荷之间的关系,發現它們之间成正比,這被稱為電容的伏打定律。为了纪念伏打,電勢的單位被命名為伏特

1779年,他成為帕維亞大學實驗物理學教授,他一直担任此教席近40年。1794年,伏打娶了泰瑞莎·佩瑞吉尼(Teresa Peregrini),她是科莫的貴族小姐,他们生了3個兒子,分別為「喬瓦尼」、「弗拉米尼奧」(Flaminio)和「薩尼諾」。

伏打和路易吉·伽伐尼

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路易吉·伽伐尼用兩種不同的金屬相连,然后和青蛙的腿相接触,发现青蛙的腿产生运动,他称这一现象为生物电。伏打意識到青蛙的腿既是電的導體(即是我們現在所說的電解質)也是電流的檢測器。他把青蛙的腿换成鹽水浸泡過的紙,並用其它方法检测電流。他发现了原电池(用电解质隔开的两个由不同的金属制成的电极形成)的電動勢等于兩個電極電勢之的差的定律(两个由相同金属制成的电极之间的电动势为0)。這被稱為電化學的伏打定律。

1800年,由于不同意伽伐尼所提出的電的產生原理,伏打發明了伏打堆,也就是最初的電池,其可以產生穩定的電流[1] 。伏打发现鋅和銅是產生電力最有效的一對不同的金屬。起初,他在装满盐水的高脚杯中浸入兩個不同的電極,並將它们串联起来,後来,他将高脚杯换成浸泡在盐水中的纸板。

第一個電池

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一个伏打堆

在宣布他發現的伏打堆時,伏打誠摯感謝威廉·尼科爾森英语William Nicholson提比略·卡瓦略英语Tiberius Cavallo亞伯拉罕·班納特英语Abraham Bennet对他的影響。 由伏打制作的“伏打堆”被认为是第一种電化學電池。它包括兩個電極:一个是鋅,一個是銅。電解液可以是稀硫酸或海水鹵水。電解液中存在的物质是2H+和SO42-离子。鋅比銅和氫在電化學顺序更靠前,所以鋅棒為負極,銅棒為正極。在锌电极上,锌失去电子成为Zn2+离子,在溶液中帶正電的氫離子(質子)从銅电极捕獲電子,形成氫氣泡(H2)。因此,当两个电极相连时会产生电流。伏打電池的化學反應式如下:

Zn → Zn2+ + 2e
硫酸
2H+ + 2e → H2

銅不参与反應過程,它只用于导电。

這種電池有個缺點,就是它并不安全,即使使用了稀硫酸也可能會有危險。另外,因为氫氣附着在铜电极表面不會被釋放,形成了金属和电解质溶液之间的屏障,所以电池的功率會隨著時間的推移而減小。

退休和晚年生活

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1801年,伏打向拿破仑解释伏打堆的原理。

為了紀念他的事蹟,拿破崙·波拿巴在1810年為伏打做了記述。此外,他的畫像與他著名的伏打堆的草圖被描繪在10,000義大利里拉(不再流通)。伏打1819年在Camnago退休,義大利科莫的分区以他的名字改為Camnago Volta。伏打死於1827年3月5日,他的遺體也埋葬在此地。

伏打的遺產由位於湖邊公共花園的Tempio Voltiano紀念館管理,伏打博物館展示一些伏打用來進行實驗的原始設備。不遠處矗立著奧爾莫別墅,裡面的伏打基金會是一個負責推動科學活動的組織。伏打當年進行實驗研究,就是在科莫附近完成了他的第一個發明。

宗教信仰

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伏打出身天主教徒,一生一直保持著他的信仰。有時他被認為宗教信仰淡薄,因為他沒有照家人的期待成為一名牧師,而有些人猜測他可能根本不信教,強調「他沒有加入教會」,或是說他「幾乎忽略了教會的號召」。不過在他提出的聲明中,他說:

“我不明白為何有人會懷疑我信奉宗教的誠意和堅定,羅馬天主教和使徒信仰伴隨我出生和長大,並且我一直都有表裡如一地懺悔,......的確,我經常沒能當好一個天主教基督徒,我已經犯了很多罪,但我以神的名義發誓,目前為止,我從來沒有動搖我的信仰。在這個信仰中,我認識到神超自然的恩典,一個純粹的給予;但我沒有忽視那些想確認我信仰的人們,並打消他們有時提出的質疑。我用心學習宗教的理論和基礎,護教者和攻擊者的作品,原因和後果。我可以說,這樣的研究結果很大概率為宗教添磚加瓦,即使是僅僅是自然原因,每一個被罪惡和情慾淹沒的靈魂,每一個自然而崇高的精神,都必須熱愛和接受它。愿我對我自己的忏悔,我願意亲自给予,写下和定下的忏悔,有权向任何人表明,我不以福音为耻,願会产生一些好后果!”[2][3]

出版物

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De vi attractiva ignis electrici (1769) (On the attractive force of electric fire)

参考资料

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  1. ^ Robert Routledge. A popular history of science 2nd. G. Routledge and Sons. 1881: 553. ISBN 0-415-38381-1. 
  2. ^ Kneller, Karl Alois, Christianity and the leaders of modern science; a contribution to the history of culture in the nineteenth century (1911), p. 117-118
  3. ^ Alessandro Volta. 1955. Epistolario, Volume 5页面存档备份,存于互联网档案馆. Zanichelli,. p. 29

注释

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  1. ^ 意大利语人名Volta在现代人名翻译中译作“沃尔塔”,但在指该物理学家时约定俗成译作“伏特”。

外部連結

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相關條目

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