在荷兰王国的阿姆斯特丹与海牙之间,有一座美丽而静谧的小城莱顿城。 城里有一所古老又著名的高等学府,它就是创建于中世纪的莱顿大学。 这座大学里有一位从事刚兴起的电现象研究的物理学家,名叫马森布罗克,他对当时发明的几种摩擦起电机很感兴趣,想通过实验找到一种能把静电“储存”起来的容器。
1746年的一天,马森布罗克来到实验室的时候,他的助手和往常一样已把实验装置准备好了。 桌上摆着一台摩擦起电机,上方用丝线水平悬吊着一根铁管,铁管的一端正好碰在起电机的玻璃球上,另一端悬空绕着一根铜丝。 为了验证起电机产生的电荷能从铁管的玻璃球端传到铜丝端,待助手用手摇起电机后,马森布罗克用手指接近钢丝,他立即看到手指与铜丝之间产生了电火花。
这时,马森布罗克忽然产生一个灵感,他让助手找来一个盛水的玻璃瓶,用丝线吊在绕有铜丝的铁管一端,使铜丝正好插在玻璃瓶的水中。 他想,铁管上传过来的电荷也许可以储存在水中。
实验开始了,助手一次又一次地摇动起电机,马森布罗克也一次次小心地用手指测试电火花。 突然,他发现瓶子有点晃动,于是他伸过另一只手去托住瓶子。 猛然一声巨响,马森布罗克被击倒在地。 他觉得手臂一阵麻痛,比平时手指受到的针刺般灼痛要厉害不知多少倍。
尽管马森布罗克一时还未弄清楚这种现象的来龙去脉,但强烈的放电立即引起周围人的好奇。 闻讯赶来看热闹的人络绎不绝。 很快,法国的诺雷神父知道了,他对用水“储存”电很感兴趣,反复做着实验,终于弄明白是干燥的玻璃瓶把静电“储存”了起来。
因为这个最早的储存电的容器是马森布罗克在莱顿城发明的,后来大家就把它叫做“莱顿瓶”。
马森布罗克和诺雷神父知道了是干燥的玻璃瓶能够储存静电以后,就着手对莱顿瓶作改进。
他们在一个玻璃瓶的内外壁上粘贴上一层锡箔,瓶口盖上绝缘的软木塞,塞子中央打一个孔,插上一根金属棒,棒的上端是一个金属球,下端用金属链与锡箔相连。
当用一个带电体或起电机的导体与金属球接触时,假如带电体带正电,瓶里的锡箔会带上正电。 由于静电感应的缘故,瓶外的锡箔因与大地接触,大地上就会有负电荷跑到瓶外的锡箔上。 这时一旦把带电体移去,内外锡箔上带的正、负电荷因为彼此相互吸引,努力地互相靠近,很长时间也不会分开。 这就是莱顿瓶的充电原理。
要使用莱顿瓶里的电时,只要用导体将金属球和瓶外壁锡箔相接,就会产生强烈的火花放电,并有一股气味。 放电时发出的电火花可点燃酒精灯,直到瓶内外两种电互相中和,不再带电为止。
莱顿瓶作为当时人们认识电的仪器是很有意思的,一些人用它来电杀小鸡、小鸟,也有人用它来作以身试电的实验,他们甚至以能亲自受电一击为荣。 这些有趣的实验和表演,实际上起了为电现象做广告的作用,吸引了大量的有识之士投身到电学研究中去。
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诺莱特的表演
1746年,诺莱特邀请了法国国王路易十五的皇室成员观看表演。 他调来了700个修道士,让他们手拉手排成一行,全长达900英尺(约275米),队伍十分壮观。 他让排头的修道士用手拿住莱顿瓶,排尾的修道士手握莱顿瓶的引线让莱顿瓶起电,结果700个修道士因受电击几乎同时跳了起来,在场的人无不为之目瞪口呆。 诺莱特以令人信服的实验向人们解释了电的巨大威力。