发明蓄电仪器

看过电影《巴黎圣母院》的读者，一定记得那座庄严宏伟的大教堂吧！这座建于 12 世纪从罗曼式过渡到哥德式的文艺复兴时代的建筑物，巨大的钟楼、拱形的大门、玫瑰花前装饰的圆窗和彩色的屋顶，一定给你留下了深刻的印象。教堂前有一片广场，整天是人声喧嘈，熙熙攘攘。

1746 年 4 月的一天，阳光明媚。广场的四周围人头攒动，摩肩接踵，挤满了看热闹的市民。沿着“圣母院”正门的台阶上临时搭起了一个观礼台，台上坐满了达官显贵和皇室人员。台的四周旗帜华丽、鼓乐齐鸣。今天在这里既不是举行国庆典礼，也不是进行宗教仪式，大家来观看一场神奇的科学表演。

下午 3 时，表演开始了，在巴黎实验物理学校教师诺莱神父的带领下，

700 名身穿灰色长袍的修道士缓缓地步入了广场。他们手拉手地围成了一个

长长的半圆圈，队伍大约有 270 米长。诺莱先向观礼台走近几步，鞠躬致礼并简述了他即将要进行的科学表演。他双手将一只玻璃瓶高高举起，说：“这瓶就是几个月来人们热衷议论的，具有巨大威力的莱顿瓶，下面我将使各位大人来亲眼目睹它的神威。不过这种巨大的威力并不是来自莱顿瓶，而来自莱顿瓶里储藏的电。电将是未来世界的主宰。”诺莱说完话，退回原来的地方，先用手摇玻璃球起电机向莱顿瓶充电，然后他让排头的修道士双手捧着瓶，排尾的修道士用手去握住从莱顿瓶中央引出的导线。只听得“噼啪”声响，700 多名修道士同时遭到了一场电击，跳了起来，一个个吓得面如土色。这一惊心动魄的场面，使所有的观众都惊得目瞪口呆，小小的瓶子，看不见的电，竟然有如此巨大的威力，真是不可思议啊！

那么这瓶子是谁发明的呢？

事情要回到几个月以前。在荷兰这个美丽的鲜花之国里，西部有一座静谥的小城——莱顿城，她地处阿姆斯特丹和海牙之间。城里的莱顿大学是欧洲最古老，最著名的高等学府，它创建于中世纪。当时该校的物理教授名叫莫兴布罗克，从事着电现象的研究。那时候电学还算不上是一种学问，电现象的研究也刚刚起步。欧洲大陆的学者们造出了几种摩擦起电机，但是用起电机好不容易得到的电荷不过几分钟就会在空气中逐渐消失。能不能找到一种可以把电“储藏”起来的容器呢？这个难题常常萦绕在莫兴市罗克教授的心中。

一天他走进自己的实验室，见助手已经把仪器都安置好了：从天花板上用丝线水平悬挂着一根铁制的枪管，枪管的右边正好碰在起电机的玻璃球上。原来教授想用实验来证明从玻璃球上起得的电会沿着水平放置的枪管，从枪管的右边传递到左边。这时他脑里突然产生了一个灵感。他取过一根钢丝在枪管的左端绕了几下，再浸入一只盛了水的玻璃瓶里。他想枪管上的电荷也许会流过铜丝跑到玻璃瓶里得到保存。实验开始了，他原来是要用手接近带电的枪管，观察枪管与手指之间的电火花。做了几遍实验后，他觉得那只盛了水的玻璃瓶有点晃动，于是他用另一只手去托住瓶。忽然一声巨响，

他被击倒在地，立即觉得手臂麻痛，比平时实验时受到的针刺般的灼痛要厉害不知多少倍。后来他在给朋友的信里说起这件事是这样写的：“忽然间，我的右手遭了猛击，全身好像触了闪电一样，玻璃瓶虽然很薄，可是没有破裂，手也没有因此移位，但是手膀和全身都受到了说不出来的影响，一句话，我想，这次我完蛋了。”

这次事件使教授意识到，一定是那只盛了水的玻璃瓶把起电机得到的通过枪筒传过来的电都储藏了起来，然后再突然释放，所以有如此巨大的威力。但他还不清楚究竟是瓶子，还是瓶子里的水，起到了保存电的作用。

虽然教授还一时未弄清楚这现象的来龙去脉，但是强烈的放电立刻引起了周围的好奇。消息传开来，一连许多天，闻迅赶来看热闹的人络绎不绝，其中不少人对电是一无所知，但闪电和爆鸣声给了人们追求刺激的心理以极大的满足，也给他们平淡的生活增添了欢乐。

消息传到了法国巴黎，诺莱神父饶有兴趣地反复实验，终于弄明白了是干燥的玻璃瓶可以把电保存起来。这样，电学史上第一只保存电荷的容器诞生了，由于这个瓶是由莫兴布罗克最早在莱顿城发明的，因此大家称它为“莱顿瓶。”

现在来介绍一下莱顿瓶的工作原理。在一只玻璃瓶的内、外壁上分别贴上锡箔。瓶里的锡箔通过链子与金属棒相连，棒的上端是一个金属球，瓶外的锡箔一般要接地。

大家知道，当一个孤立导体带了电之后，电荷是很容易跑散到空中去的，而现在就不一样了。当用一个带电体（设带正电）接触金属球时，瓶里的锡箔上就会带正电，由于静电感应的缘故，大地上会有一部分负电荷跑到瓶外的锡箔上，这时把带电体移去，内外锡箔上带的正、负电荷由于彼此相互吸引，都安分守己地留在那里，很长时间都不会跑散，好像组成了一个“家庭”。上述过程叫做莱顿瓶充电。

要使用莱顿瓶里的电时，只要把金属球上的引出线和瓶外锡箔的接地线靠近，就会产生火花放电。放电时，莱顿瓶的内外两种电荷互相中和，一直到瓶里不带电为止。

莱顿瓶发明后，一时有不少人来重复它的放电实验，甚至有人以此来做表演，维持生计。经常表演的节目有电杀小鸡、小鸟，使钢针磁化，以及用长距离的引线横跨江湖水面，进行长距离的放电。这些有趣的实验在客观上为电现象做了广告，吸引大众的注意力，也促使了一些有识之士投身到电学研究的事业中来。

莱顿瓶的发明给电学研究带来了方便。现在广泛使用的各类电容器很多是在莱顿瓶的基础上发展起来的，它们的基本原理是相同的。