伏特與伏特電池

背景：

　　當時對於電已經有相當的認識（靜電、導電、電的種類），加上對雷電的正確了解，尤其是避雷針的研製成功，消除人們對於雷電的畏懼。特別是蓄電裝置的發現後，科學家開始動腦筋去想如何能夠有效地運用電。

青蛙腿的啟示：

　　義大利波洛尼亞大學的解剖學教授賈法尼(Luigi Galvani 1737..1798)經常利用電擊研究生物反應，1780年秋天無意間發現，即使沒通電源的情況下，剝下來的青蛙腿也會發生痙攣的現象，後來經過十年的研究，在1791年發表成果。他一直認為這是一種由動本身的生理現象所產生的電，稱為動物電，因此開發了一支新的科學 電生理學 的研究。同時也帶動了電流研究的開始，觸使電池的發明。關於這次意外的發現說法如下；

　　一次尋常的閃電，使賈法尼解剖室台上的起電機發生電氣火花的同時，放在桌子上與鉗子和鑷子環連接觸的一隻青蛙腿發生痙攣，而此時起電機與青蛙腿之間並無導體連接。接著他把青蛙腿的一隻腳吊高，再用黃銅鉤刺在脊髓上，並使其接觸銀製的檯板，讓另一隻腳可以在檯板上方自由活動，當它碰到銀檯時，腳的肌肉就起收縮而離開檯板，但是離開檯板後即又再度伸長碰到銀檯，如此反覆搖擺。如果將鉤與檯改換成同一種金屬，就看不到這種現象。

伏特和賈法尼的爭辯：

　　義大利利帕維亞大學的物理學教授伏特(Alessandro Vlota 1745..1827)，反覆重做賈法尼的實驗，仔細觀察後發現電並不是發生於動物組織內，而是由於金屬或是木炭的組合而產生的。於是伏特完全不使用動物的組織，僅用不同的金屬相接觸，使用萊頓瓶及金箔檢電器進行實驗，發現在接觸面上會產生電壓，稱為接觸壓。這種裝置可以同時用不同的幾種的金屬，提高實驗效果，但是總無法產生連續不斷的電流。

　　伏特同時注意到賈法尼的實驗中也是使用不同的金屬，而實驗中的青蛙腿可以看作一種潮濕的物質，所以就使用能夠導電的鹽水液體代替動物組織試驗之，終於因此發現了電池的原理，做出了著名的伏特電堆與伏特電池。

　　賈法尼和伏特是朋友，賈法尼相當堅持自己的看法，伏特的反對意見觸使賈法尼更進一步的研究，這一次他乾脆不用任何金屬做導體，剝出一條青蛙腿的神經，一端縛在另一條腿的肌肉上，另一端和脊髓相接，結果腿仍然會有抽搐現象，證明了表現在青蛙腿上的電刺激，可以僅僅來自動物本身，這就是所謂的賈法尼電池、賈法尼電流(Galvanic Cell、Galvanic Current、Gagnometer)。賈法尼創造出動物電，導使電生理學的建立。

伏特電堆與伏特電池：

　　伏特電堆是由幾組圓板對堆積而成，每一組圓板包括兩種不同的金屬板。所有的圓板之間夾放著幾張鹽水泡過的布，潮濕的布具有導電的功能。伏特進一步試驗不同金屬對所產生的電動勢效果，得到以下的關係；

Zn -- Pb -- Sn -- Fe -- Cu -- Ag -- Au

同時他也試過不同的導電液，後來就用硫酸液代替鹽水。至於電堆的原理，伏特則認為是由於金屬接觸的機械原因所導致的，一直到後來赫爾姆霍玆才指出這是錯誤，而認為這是化學作用所引起的。

　　1800年伏特將十幾年研究成果，寫成一篇論文「論不同金屬材料接觸所激發的電」，寄給英國皇家學會，不幸受到當時皇家學會負責論文工作的一位秘書尼克爾遜有意的擱置，後來伏特以自己名義發表，終於使尼克爾遜的竊取行為遭受學術界的唾棄。

　　當時法國國王拿破崙平素喜歡學者，1800年11月20日在巴黎召見伏特，當面觀看實驗頓覺感動，立即命令法國學者成立專門的委員會，進行大規模的相關實驗（有眼光！！）。同時也頒發6000法郎的獎金和勳章給伏特，發行了紀念金幣，而伏特也被作為電壓的單位，直到現在我們還在如此引用。

伏特電池之後：

　　在伏特之前，人們只能應用摩擦發電機，運用旋轉以發電，再將電存放在萊頓瓶中，以供使用，這種方式相當麻煩，所得的電量也受限制。伏特電池的發明改進了這些缺點，使得電的取得變成非常方便，現在電氣所帶來的文明，伏特電池是一個重要的起步，他帶動後續電氣相關研究的蓬勃發展，後來利用電磁感應原理的電動機，和發電機研發成功也得歸功於它，而發電機之後電氣文明的開始，導致第二次產業革命改變人類社會的結構。

？？？ 丹麥丹聶爾(J.F.Daniell)和盧克歇爾(Leclanche) 發明乾電池。 西元1859年 普蘭第(R.L.G.Plante)發明鉛蓄電池。
？？？ 英國的化學家德斐(Humphry Davy 1778..1829)後續 的研究發現了幾種鹼金屬，導致電氣化學工業的興 起。 德斐在電流的磁效應上面的研究有過重要的貢 獻，著名的物理大師法拉第，曾經在德斐實驗室當 助理學習。