莱顿瓶
原始形式的电容器
莱顿瓶,是一个玻璃瓶,瓶里瓶外分别贴有锡箔,瓶里的锡箔通过金属链跟金属棒连接,棒的上端是一个金属球。作为原始形式的电容器,莱顿瓶曾被用来作为电学实验的供电来源,也是电学研究的重大基础。莱顿瓶的发明,标志着对电的本质和特性进行研究的开始。
说明
典型的莱顿瓶是一个玻璃容器,内外包覆着导电金属箔作为极板。瓶口上端接一个球形电极,下端利用导体(通常是金属锁链)与内侧金属箔或是水连接。莱顿瓶的充电方式是将电极接上静电产生器或起电盘等来源,外部金属箔接地;内部与外部的金属将会携带相等极性相反的电荷。
电容器
电容器(电容器)是两金属板之间存在绝缘介质的一种电路元件。其单位为法拉,符号为F。电容器利用二个导体之间的电场来储存能量,二导体所带的电荷大小相等,但符号相反。
电容器包括二个电极,二个电极储存的电荷大小相等,符号相反。电极本身是导体,二个电极之间又称为绝缘体(或称为介电质)Dielectric,绝缘金属隔开。这种金属片通常用的是铝片或是铝箔,若用氧化铝来做介质的就是电解电容器。电荷会储存在电极表面,靠近介电质的部分。由于二个电极储存的电荷大小相等,符号相反,因此电容器中始终保持为电中性。
在下图中,介电质分子因电场影响而旋转,旋转后产生反向的电场,因此抵消了部分原有的电场,这个效应称为电极化
静电
静电是电荷在物质系统中的不平衡分布产生的现象。用毛皮摩擦琥珀、丝绸摩擦玻璃棒等方法均能使物体带电。物体带电后,电荷会保持在物体上,除非被其他物体移走,所以称之为“静电”。静电与电流不同,后者是电荷在导体中的定向移动产生的电学现象。带电物体往往具有吸引轻小物体(比如纸屑)的性质。在复印、空气过滤、印刷、喷漆等领域有利用静电的特性。
概述
发明过程
简单地说,莱顿瓶和我们今天的电容器没两样。
莱顿大学物理学教授马森布罗克( PieterVon Musschenbrock,1692~1761)与德国卡明大教堂副主教冯· 克莱斯特( Ewald Georg Von Kleist ,1700~1748 )分别于 1745 年和 1746 年独立研制出——莱顿瓶。
1746年,荷兰莱顿大学的教授马森布罗克( PieterVon Musschenbrock,1692~1761)在做电学实验时,无意中把一个带了电的钉子掉进玻璃瓶里,他以为要不了多久,铁钉上所带的电就会很容易跑掉的,过了一会,他想把钉子取出来,可当他一只手拿起桌上的瓶子,另一只手刚碰到钉子时,突然感到有一种电击式的振动。这到底是铁钉上的电没有跑掉呢,还是自己的神经太过敏感呢?于是,他又照着刚才的样子重复了好几次,而每次的实验结果都和第一次一样,于是他非常高兴地得到一个结论:把带电的物体放在玻璃瓶子里,电就不会跑掉,这样就可把电储存起来。
(另据一本\u003c\u003c教学参考书\u003e\u003e是这样记载的:1745年,莱顿大学的教授马森布洛克1692-1761发明了莱顿瓶。他做了这样一个实验:把一支枪管悬在空中,将起电机跟枪管连接,他让助手握住玻璃瓶,自己摇起电机,这时他的助手不小心把另一只手触近枪管,猛地感到了一次强烈的电击以致喊叫起来。马森布洛克于是跟助手互换了一下,他让助手摇起电机,自己一手握瓶,一手去碰枪管,强烈的电击使他以为:这下子我可完蛋了!他的结论是:把带电体放在玻璃瓶内是可以把电保存下来的,只是当时他搞不清楚是靠瓶子还是靠瓶子里的水来起保存电的作用的。)
莱顿瓶很快在欧洲引起了强烈的反响,电学家们不仅利用它们作了大量的实验,而且做了大量的示范表演,有人用它来点燃乙醇发射药。其中最壮观的是法国人诺莱特在巴黎一座大教堂前所作的表演,诺莱特邀请了路易十五的皇室成员临场观看莱顿瓶的表演,他让七百名修道士手拉手排成一行,队伍全长达900英尺(约275米)。然后,诺莱特让排头的修道士用手握住莱顿瓶,让排尾的修道士握住瓶的引线,一瞬间,七百名修道士,因受电击几乎同时跳起来,在场的人推动
莱顿瓶的发明使物理学第一次有办法得到很多电荷,并对其性质进行研究。1746年,英国伦敦一名叫柯林森的物理学家,通过邮寄向美国费城的本杰明。本杰明·富兰克林赠送了一只莱顿瓶,并在信中向他介绍了使用方法,这直导致了1752年富兰克林著名的费城实验。他用风筝将“天电”引了下来,把天电收集到莱顿瓶中,从而弄明白了“天电”和“地电”原来是一回事。他肯定了“起储电作用的是瓶子本身”,“全部电荷是由玻璃本身储存着的。”富兰克林正确地指出了莱顿瓶的原理,后来人们发现,只要两个金属板中间隔一层绝缘体就可以做成电容器,而并不一定要做成像莱顿瓶那样的装置。
制作
方法
原始的莱顿瓶是一个玻璃瓶,瓶里瓶外分别贴有锡箔,瓶里的锡箔通过金属链跟金属棒连接,棒的上端是一个金属球,这就构成以瓶子玻璃为绝缘介质的电容器。
个人可以利用银镜反应在玻璃容器镀上银层,效果更好。
注意事项
1.试管要洁净(这是实验成败的关键之一)。否则,只得到黑色疏松的银沉淀,没有银镜产生或产生的银镜不光亮。
2.溶液混合后,振荡要充分(这是实验成败的关键之二)。加入最后一种溶液时,振荡要快,否则会出现黑斑或产生银镜不均匀。
3.加入的氨水要适量(这是实验成败的关键之三)。氨水的浓度不能太大,滴加氨水的速度一定要缓慢,否则氨水容易过量。氨水过量会降低试剂的灵敏度,且容易生成爆炸性物质。
4.加碱可使乙醛氢氧化二氨合银在常温下发生反应,但如果滴加氢氧化钠过量,反应速率太快,产生的银镜会发黑。
5.银氨溶液只能临时配制,不能久置。如果久置会析出氮化银亚氨基化银等爆炸性沉淀物。这些沉淀物即使用玻璃棒摩擦也会分解而发生猛烈爆炸。所以,实验完毕应立即将试管内的废液倾去,用硝酸溶解管壁上的银镜,然后用水将试管冲洗干净。
6.氨水的浓度不宜过大,否则容易过量,致使实验失败。氨水的浓度以2%为宜。
7.乙醛的浓度大,反应速率快,析出银镜快,但容易出现黑斑,加快振荡速度可以避免出现黑斑。甲溶液中乙醇起到降低乙醛浓度的作用,使得反应速率适中,容易控制。有乙醇存在时,产生的银镜均匀、光亮。
参考资料

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目录
概述
说明
电容器
静电
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发明过程
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