Volta Galvanining kashfiyotini tekshiradi va uni "yopib qo'yadi". Allesandro Volta va birinchi elektrokimyoviy generator (Volta ustuni) Galvani va Volta elektr tokining mavjudligini aniqladilar.

Elektr toki haqidagi ta’limotning rivojida davr yaratgan Galvaniy kashfiyotlari tasodif mevasi ekanligi umumiy qabul qilingan. Bu fikr Galvaniy risolasining boshlang‘ich so‘zlari bilan bog‘liq bo‘lsa kerak: “Men qurbaqani kesib, yorib oldim... va butunlay boshqacha narsani o‘ylab, uni elektr mashinasi turgan stol ustiga qo‘ydim... Mening bir. yordamchilar, skalpel uchi bilan, tasodifan, bu qurbaqaning ichki son nervlariga juda engil tegib ketishdi ... Boshqasi e'tibor berdi ... bu mashinaning o'tkazgichidan uchqun chiqarilganda mumkin ... Yangi hodisadan hayratda. , u darhol mening e'tiborimni unga qaratdi, garchi men butunlay boshqacha narsani rejalashtirgan bo'lsam va o'ylarimga singib ketgan edim.

Biroq, kashfiyotning tasodifi juda ahamiyatsiz edi, xuddi shu Galvani yoki boshqa birov, albatta, hodisaning kashfiyotiga kelgan bo'lardi. Galvanining elektr mashinasi bo'lishi bejiz emas edi, xuddi uning dori bilan qandaydir tajriba o'tkazishi ham bejiz emas edi. Shubhasiz, fransuz materialistlarining psixik jarayonlarning moddiyligi haqidagi g‘oyalari ilmiy tafakkurni birinchi navbatda sezishning jismoniy mohiyatini, qon kabi muhim hayotiy jarayonlarni tushunishda fiziologlar, mikroskopistlar va kimyogarlar erishgan yutuqlarni ochib berishga undadi. qon aylanish, ovqat hazm qilish va nafas olish bunday izlanishlarni rag'batlantirdi. Balandlikdan yerga allaqachon momaqaldiroq va chaqmoqni olib kelgan elektr hodisalarini o'rganish elektrning biologiyadagi muhim roli haqida xulosa qilish uchun material berdi. Elektr zaryadsizlanishi paytida mushaklarning qisqarishi ("elektr toki urishi") elektr stingrays, ilonbalik va mushuklarning xatti-harakatlarida biz ham elektr toki urishi bilan shug'ullanamiz degan fikrni ilgari surdi. Va haqiqatan ham, Jon Uolsh va Larochelning tajribalari stingray ta'sirining elektr xususiyatini isbotladi va anatom Gunter bu hayvonning elektr organining aniq tavsifini berdi. Uolsh va Gyunterning tadqiqotlari Filda nashr etilgan. Trans." 1752 yilda faylasuf Sulzerning tasodifiy kashfiyoti ikki o'xshash bo'lmagan metallarning til uchiga tegish o'ziga xos nordon ta'm hissi paydo bo'lishini u tomonidan tasvirlangan, chunki muallif bu kashfiyotga ilmiy qiziqishni o'rganish davrida his qilgan. jismoniy stimullarning harakati. Ushbu jismoniy stimullar orasida elektr birinchi o'rinni egalladi va amaliy tibbiyot davolashning elektr usullariga katta umid bog'ladi.

Davolashning elektr usullariga qiziqish darajasini, masalan, Maratning 1783 yil 9-noyabrdagi Rum de Saint-Laurentga yozgan maktubidan baholash mumkin, unda u o'zining jismoniy tadqiqotlari va Akademiyaning unga bo'lgan munosabati haqida xabar beradi. Xat va unga ilova qilingan hujjatlardan, darvoqe, shifokor va fizik Marat, bo'lajak mashhur "xalq do'sti" davolashning fizik usullarini muvaffaqiyatli qo'llaganligi va eksperimental tadqiqotning qiziqarli usulini ishlab chiqqani aniq. olov, yorug'lik va elektrning tabiati. Maratning tajribalari ko'pchilikning e'tiborini tortdi, shu jumladan Franklin kabi shaxslar. Ayniqsa, elektromeditsina masalasida Marat ushbu maktubda "jamiyatni juda qiziqtiradigan fan bo'lgan tibbiyot sohasida elektr energiyasi bilan shug'ullanish" niyati haqida gapiradi. "Elektrlashtirishni barcha kasalliklar uchun universal vosita sifatida taqdim etuvchi" Abbe Berthelonning mukofotga sazovor bo'lgan ishini tanqid qilib, Marat o'z ishi haqida hisobot beradi, u Ruen akademiyasidan mukofot olgan va tanlov mavzusini taklif qilgan: "Darajani aniqlash va kasalliklarni davolashda elektr energiyasiga ishonish mumkin bo'lgan sharoitlar. Ko'rib turganimizdek, Galvani davrida elektromeditsinaga qiziqish sezilarli edi.

Maratning akademiyani o‘zining ilmiy xizmatlariga e’tiborsizlikda ayblagan maktubi yana bir jihati bilan qiziq. Marat tomonidan qorong'u xonada ishlab chiqilgan kuzatish texnikasi, uning so'zlariga ko'ra, olov va elektr materiyasini ko'rish, prizma chetlarida diffraktsiyani kuzatish imkonini berdi. Maratning bu g'oyalari uning turli xil "suyuqliklar", shu jumladan ruhiy suyuqliklarga bo'lgan qiziqishining shubhasiz aks-sadosidir. Maratning tajribalarini tekshirishning iloji bo'lmagan akademiya taniqli sharlatan Mesmerning tajribalarini tekshirish uchun nufuzli komissiya tuzishga majbur bo'ldi. 1771 yilda Parijga kelgan Mesmer olovli, elektr, magnit va boshqa suyuqliklar haqidagi zamonaviy ilmiy nazariyalardan mohirlik bilan foydalangan va u yangi turdagi nozik vositani - "hayvon magnitlanishini" kashf etganini da'vo qilgan. "Hayvonlarning magnitlanishi", dedi Mesmer, oraliq jismlarning yordamisiz to'planishi, konsentratsiyasi va uzatilishi mumkin; nur kabi aks etadi...” O'z-o'zidan ma'lumki, "hayvonlarning magnitlanishi insoniyatning universal dorisi va qutqaruvchisidir". Mesmer katta muvaffaqiyatga erishdi, uning muxlislari u uchun katta miqdorda pul yig'ishdi, Bertoletga hujum qilishgacha mesmerizm raqiblarini ta'qib qilishdi; sirni oshkor qilgani uchun qirol unga umrbod 20 ming frank nafaqa taklif qildi.

U Frantsiyadan ketganidan so'ng, to'rtta shifokor va akademik - Leroy, Bori, Lavuazye va Bayidan iborat hukumat komissiyasi tuzildi. 1784 yil avgust oyida Bayli komissiyaga hisobot taqdim etdi. Bu hisobot mesmeristlarning noroziliklari va e'tirozlariga sabab bo'ldi, chunki komissiya faktlarni sinchkovlik bilan tahlil qilib, doimiy agent yo'q degan xulosaga keldi va uni tortib olish hollari. asabiy translar o'z manbasini tasavvurga ega. Umuman olganda, komissiya hisobotida hayvonlarning magnitlanishining mumkin emasligi haqida gap yo'q, bunday gipoteza o'sha davrning ilmiy qarashlariga zid emas edi, lekin u tasdiqlagan faktlarda o'zgarmas ta'sir ko'rsatmadi va shuning uchun bunday gipoteza yo'qligini aytdi; bu faktlarda jismoniy agent.

Shunday qilib, Galvani o'z tajribalarini boshlagan paytda (1786) aqliy va fiziologik hodisalarni jismoniy talqin qilishga urinishlar kam bo'lmagan. Amaliy tibbiyot o'z xulosalarini tabiatshunoslik yutuqlaridan va o'sha davrning ilmiy qarashlaridan kelib chiqib, hayvonlarning elektr energiyasi haqidagi ta'limotning paydo bo'lishiga zamin to'liq tayyorlandi;

Boloniya universitetining anatomiya va tibbiyot professori Luidji Galvani (1737 yil 19 sentyabrda tug'ilgan, 1798 yil 4 dekabrda vafot etgan) o'z hamkasblari tomonidan olib borilgan kuzatishlardan g'ayrioddiy hayratda qolganligi ajablanarli emas, uning tavsifi bilan boshlanadi. mushak harakati bilan mashhur "Elektr kuchlari to'g'risida" risola. Keyinchalik Volta to'g'ri ta'kidlaganidek, elektr zaryadsizlanishi paytida parchalangan qurbaqaning oyog'ini titrash haqiqatida fizik nuqtai nazardan hech qanday yangilik yo'q edi: bu elektr induksiyasi hodisasi, aniqrog'i, bu hodisa. 1779 yilda Mago tomonidan tahlil qilingan qaytish zarbasi deb ataladi. Ammo Galvani bu faktga fizik sifatida yondashmadi va fiziolog sifatida u o'lik dorining elektr toki ta'sirida hayotiy qisqarishni namoyon qilish qobiliyatiga qiziqdi.

U bu qobiliyatni katta sabr va mahorat bilan o'rganib chiqdi, uni tayyorlashda lokalizatsiyasini, qo'zg'aluvchanlik sharoitlarini, elektr energiyasining turli shakllari va xususan, atmosfera elektr energiyasining ta'sirini o'rgandi. Galvanining klassik tajribalari uni elektrofiziologiyaning otasiga aylantirdi, bizning davrimizda uning ahamiyatini ortiqcha baholash qiyin. Ammo Galvani atmosferaning preparatga ta'sirini o'rganayotib, ajoyib kashfiyotga erishdi. Toza havoda mushaklar qisqarishini behuda kutarkan, “befoyda... befoyda kutishdan charchab... umurtqa pog‘onasiga yopishtirilgan mis ilgaklarni temir panjaraga bosishga kirishdi”... “Garchi men,” deydi u yana. , "ko'pincha qisqarishlar kuzatildi, hech biri atmosfera va elektr holatidagi o'zgarishlarga mos kelmadi ... Men hayvonni yopiq xonaga o'tkazganimda, uni temir plastinka ustiga qo'yib, orqa miya orqali o'tgan ilgakni unga bosishni boshladim. , xuddi shunday qisqarishlar va bir xil harakatlar paydo bo'ldi. Shu yerdan Galvani bir qator tajribalarni amalga oshirib, yangi manba va yangi turdagi elektr tokining mavjudligi haqidagi xulosaga keladi. U shunday xulosaga o'tkazuvchi jismlar va metallarning yopiq sxemasini va qurbaqa preparatini qurish bo'yicha tajribalar olib keladi. Quyidagi tajriba ayniqsa samaralidir: "agar siz osilgan qurbaqani barmoqlaringiz bilan bir oyog'ingiz bilan ushlab tursangiz, orqa miya orqali o'tadigan ilgak qandaydir kumush plastinkaga tegsa, ikkinchi oyog'ingiz esa xuddi shu plastinkaga erkin tegishi mumkin bo'lsa, darhol bu oyoq ko'rsatilgan plitalarga tegsa, mushaklar darhol qisqarishni boshlaydi. Shu bilan birga, oyoq ko'tariladi va ko'tariladi va keyin yana plastinka ustiga tushib, bir vaqtning o'zida ikkinchisiga tegadi, yana xuddi shu sababga ko'ra, yuqoriga ko'tariladi va shu bilan navbatma-navbat ko'tariladi va tushadi, shuning uchun Bu oyoq qandaydir elektr mayatnik bilan raqobatlashayotganga o'xshab, uni tomosha qilayotganlarning katta hayrati va quvonchi bilan boshlanadi.

Bunday murakkab shaklda elektr energiyasining yangi manbai topildi, u o'tkazuvchi yopiq kontaktlarning zanglashiga olib keladigan uzoq muddatli razryadni yaratdi. Tabiiyki, fiziolog Galvani bu hodisaning sababi bir-biriga o'xshash bo'lmagan metallar bilan aloqa qilishda yotadi degan fikrni tan olmadi va mushak miyaning uzatiladigan ta'siridan doimiy ravishda hayajonlangan Leyden bankalarining o'ziga xos batareyasi ekanligini aytdi. nervlar orqali.

Hayvonlarning elektr toki nazariyasi amaliy elektromeditsina uchun asos bo‘ldi va Galvanining kashfiyoti sensatsiya yaratdi. Yangi nazariyaning g'ayratli tarafdorlari orasida mashhur Volta ham bor edi, u darhol sinov va hodisani chuqur miqdoriy o'rganishni boshladi. U ushbu tadqiqotni zamonaviy elektrometrik texnologiyalar bilan to'liq qurollangan holda amalga oshirdi. Volta o'zining birinchi maqolalarida ("Hayvonlarning elektr energiyasi to'g'risida", 1792 yil 3 apreldagi doktor Baronioga maktub va Brunvelli's Journal of Physico-Medical Sciences jurnalida chop etilgan "Hayvon elektr energiyasi to'g'risida" ikkita maqola) Galvanining nuqtai nazari bilan o'rtoqlashadi. Biroq, bu erda allaqachon ushbu nazariyadan kelajakdagi ta'sirning jismoniy jihatlari ko'rsatilgan; Avvalo, Volta shuni aniqladiki, to'g'ri ajratilgan qurbaqa, ta'bir joiz bo'lsa, hayvonlarning elektrometrini ifodalaydi, u boshqa har qanday sezgir elektrometrga qaraganda beqiyos darajada sezgir.

Keyin Volta o'xshash bo'lmagan metall kontaktining ahamiyatini aniqlaydi. “Metallar orasidagi bunday farq juda zarur; agar ikkala plastinka ham bir xil metalldan yasalgan bo'lsa, demak, ular hech bo'lmaganda ularni qo'llash usulida farqlanadi ... "(ya'ni, aloqa yuzasi holatida). Volta yana shuni ko'rsatadiki, elektr suyuqligining oqimi o'xshash bo'lmagan metallar bilan aloqa qilishdan kelib chiqadi va nafaqat mushaklarning qisqarishini, balki boshqa asab tirnash xususiyati keltirib chiqarishi mumkin. Xususan, Volta Sulzerning tajribasini takrorlaydi (bu tajriba allaqachon o'tkazilganligini hali bilmagan holda) va e'tiborni "bu ta'm butun vaqt davomida his qilishda davom etishiga va hatto bu ikki metal, qalay va kumushga yopishib qolgan holda kuchayishiga e'tibor qaratadi. biri tilning uchiga, ikkinchisi ikkinchisining boshqa qismlariga va ular bir-biri bilan aloqa qilganda, bir oz o'tkazuvchan yoyni hosil qiladi. Bu elektr suyuqlikning bir joydan ikkinchi joyga o'tishi doimiy va to'xtovsiz sodir bo'lishini isbotlaydi. Nihoyat, Volta ta'sirning polaritesini o'rnatadi: joylarda plitalarning o'zgarishi ta'mning nordondan ishqoriygacha o'zgarishiga olib keladi. Ushbu faktlarni hisobga olgan holda, Voltaning mushak Leyden jar nazariyasi asossiz ko'rinadi.

Keyingi maqolalarda: "Galvanining kashfiyotlarining tavsifi" (Qirollik jamiyati a'zosiga - Kavalloga ikkita maktub), "Hayvonlarning elektr energiyasi haqida uchinchi maqola" (Galvanining jiyani professor Aldiniga maktub) va "Hayvonlarning elektr energiyasi haqida yangi maqola" ( Vassali uchun uchta maktub - Turin universiteti professori), Volta hayvonlarning elektr energiyasi nazariyasini butunlay buzadi va ta'sirning jismoniy talqinini beradi. Volta Kavalloga yozgan ikkinchi maktubida shunday yozadi: “... Men yangi, juda ajoyib qonunni kashf etdim, bu aslida hayvonlarning elektr energiyasiga emas, balki oddiy elektr energiyasiga taalluqlidir, chunki elektr suyuqligining bu o'tishi, bu o'tish emas. razryad bo'lishi mumkin bo'lganidek, bir lahzali, lekin ikkala plastinka o'rtasidagi aloqa saqlanib tursa, doimiy va davom etadi, bu plastinka tirik yoki o'lik hayvonlarga yoki boshqa metall bo'lmagan, ammo juda yaxshi o'tkazgichlarga qo'llanilishidan qat'iy nazar sodir bo'ladi. , masalan, suv yoki uning tanasi namlangan. Va Volta to'g'ridan-to'g'ri Vassaliga (1794 yil 10 fevraldagi) birinchi maktubini savol bilan boshlaydi: "Hayvon elektr energiyasi haqida nima deb o'ylaysiz? Menga kelsak, men hamma harakat dastlab metallarning ho'l jism bilan yoki suvning o'zi bilan aloqa qilish natijasida sodir bo'lishiga uzoq vaqtdan beri aminman.

Nervlarning fiziologik tirnash xususiyati o'tuvchi oqimning natijasidir va bu tirnash xususiyati "qanchalik kuchliroq bo'lsa, ishlatiladigan ikkita metall biz ularni bu erda joylashtirgan qatorda bir-biridan qanchalik uzoqroq masofada joylashgan bo'lsa: rux, qalay folga, oddiy qalay. plastinkalarda, qo'rg'oshin, temir, guruch va bronza, mis, platina, oltin, kumush, simob, grafitning turli xil sifatlari. Ushbu mashhur Volta kuchlanish seriyasi va u tomonidan kashf etilgan kuchlanish qonuni butun ta'sirning yadrosini tashkil qiladi. Voltaning so'zlariga ko'ra, hayvonlarning organlari "sof passiv, oddiy, juda sezgir elektrometrlardir va ular faol emas, balki metallar, ya'ni ikkinchisining aloqasi natijasida elektr suyuqlikning dastlabki impulsi paydo bo'ladi. Bir so'z bilan aytganda, bunday metallar oddiy o'tkazgich yoki elektr uzatuvchi emas ..." Ushbu maqolaning eslatmalaridan birida Volta yana uch yildan ko'proq vaqt oldin kontakt kuchlanish g'oyasiga kelganligini va 1793 yilda u o'zining metallar seriyasini berganligini yana bir bor ta'kidlaydi.

Shunday qilib, ta'sirning mohiyati, Voltaning so'zlariga ko'ra, o'tkazgichlarning "turli sinf va navlarning bir nechta bunday o'tkazgichlari uchrashadigan va bir-biri bilan aloqa qiladigan elektr suyuqligini keltirib chiqarishi va harakatga keltirishi" xususiyatida yotadi.

“Demak, agar ulardan uchtasi yoki undan ko'pi, bundan tashqari, har xillari birgalikda o'tkazuvchanlik zanjirini tashkil qilsa, masalan, ikkita metal - kumush va temir va boshqalar o'rtasida bir yoki bir nechtasi aniq kiritilgan bo'lib chiqadi. sinfni ho'l deb atagan sinf, chunki ular suyuq massani ifodalaydi yoki bir oz namlikni o'z ichiga oladi (hayvon tanasi va ularning barcha yangi shirali qismlari ular orasida hisobga olinadi), agar aytamanki, bu ikkinchi toifadagi dirijyor o'rtada bo'lsa va unda bo'lsa. ikki xil metallning birinchi sinfidagi ikkita o'tkazgich bilan aloqa qilish, keyin buning natijasida u yoki bu yo'nalishda doimiy elektr toki paydo bo'ladi, bu kontakt natijasida qaysi tomondan kuchliroq bo'lishiga qarab.

Shunday qilib, aniq va ravshan, Volta to'g'ridan-to'g'ri oqimning paydo bo'lishi uchun shart-sharoitlarni shakllantirdi: turli o'tkazgichlarning yopiq zanjiri mavjudligi va kamida bittasi ikkinchi sinf o'tkazgichi bo'lishi va birinchi sinfning turli o'tkazgichlari bilan aloqada bo'lishi kerak. Galvanistlar mushaklar harakati bir hil o'tkazgichning yoyi va hatto Valli tajribalarida bo'lgani kabi, metall o'tkazgichsiz turli xil preparatlar bilan aloqa qilish orqali qo'zg'atiladigan tajribalarga e'tiroz bildirganda, Volta bu tajribalarda heterojenlik mavjudligini ta'kidladi. Bitta o'tkazuvchi yoyning uchlari har xil, ularning to'liq bir xilligiga erishish deyarli mumkin emas, ikkinchi sinfning turli o'tkazgichlari aloqa qilganda ham paydo bo'lishi mumkin.

"... Metall bo'lmagan o'tkazgichlar, suyuq o'tkazgichlar yoki u yoki bu darajada namlikni o'z ichiga olgan, biz ikkinchi toifadagi o'tkazgichlar deb ataydiganlar va ular bir-biri bilan birgalikda, metallar kabi qo'zg'atuvchilar yoki o'tkazgichlar bo'ladi. Birinchi sinf ikkinchi toifali konduktorlar bilan birgalikda ... "

Kelajakda Volta, masalaning fiziologik emas, balki sof jismoniy mohiyati haqidagi har qanday shubhalarni bartaraf etish uchun, shu paytgacha oqim ko'rsatkichi bo'lib xizmat qilgan hayvonlarning preparatlarini istisno qiladi. U kondansatör elektrometri bilan kontakt potentsial farqlarini o'lchash texnikasini ishlab chiqmoqda. Volta bu klassik tajribalar haqida 1795 yilda Grenga va 1798 yilda Aldiniga yozgan maktubida xabar bergan.

1800-yil 20-martda Volta Benksga oʻzining qutbini tasvirlab, elektr toki fanida chinakam inqilob qilgan ixtirosini tasvirlab bergan mashhur xatini yozdi. 1801 yil 29 avgustda Bartga yo'llagan maktubida Volta birinchi sinf o'tkazgichlari uchun topilgan kuchlanish qonuni haqida xabar beradi [A / B + B / C = A / C]. 1801 yil 7 va 21 noyabrda Parijda o'z ustuni va stress qonuni haqida ikkita ma'ruza o'qidi. Ushbu ma'ruzalar haqidagi birinchi ma'ruza Pfaff tomonidan 1801 yil uchun Hilbert yilnomasining IX jildida, ikkinchisi Bio tomonidan o'sha Annalsning X jildida nashr etilgan. Shunday qilib, ajoyib kashfiyot tarixi va shu bilan birga Galvani va Voltaning ilmiy faoliyati tarixi tugadi.
Xamfri Davi (Aleksandr Volta 1745-yil 19-fevralda Komoda tugʻilgan. 18 yoshidan boshlab u Nolle bilan fizika masalalari boʻyicha yozishmalarda boʻlgan, oʻn toʻqqizinchi yilida zamonaviy fizikaviy va kimyoviy kashfiyotlar haqida lotincha sheʼr yozgan. Birinchi asari. 1764 yil Leyden jariga bag'ishlangan bo'lib, keyingi ish 1771 yil - "Elektr tokini hayajonlantirish va mashinaning dizaynini takomillashtirish usullarini empirik tadqiqotlar" 1774 yilda u o'qish paytida elektroforni, keyin esa kondansatkichli elektroforni ixtiro qildi Yonuvchan gaz, u 1777 yilda fizika professori bo'lgan elektr to'pponchasini ixtiro qildi ustunni ixtiro qilgani uchun Napoleonning mukofotiga sazovor bo'ldi va o'zining mashhur ixtirosidan keyin u ilmiy ishini yakunladi va faqat 1817 yilda u do'l va momaqaldiroqlarning davriyligi bo'yicha ikkita tadqiqotni nashr etdi. U 1827 yil 5 martda Laplas bilan bir kunda vafot etdi.)

Topilgan effektning tabiati juda murakkab bo'lib, o'sha paytdagi fizika, kimyo va fiziologiya darajasida hodisaning rasmini ochib bo'lmaydi. Hodisaning tabiati haqidagi bahsda ikkala tomon ham mohiyatan haq edi. Galvani elektrofiziologiyaning, Volta esa elektr toki haqidagi ta’limotning asoschisi bo‘ldi. Qarama-qarshi tajribalar va kuzatishlar labirintida Volta to'g'ri yo'lni topdi, kuchlanishlarning eksperimental fizik qonunini topdi va elektr toki zanjirining to'g'ri tavsifini berdi. Kontakt potentsial farqining sababi va tabiati masalasida hali katta munozaralar bor edi, ammo endi uning mavjudligiga shubha yo'q edi. qoldi va voltaik ustunda fan kuchli tadqiqot vositasini oldi, uni ishlatishda sekin emas.

Va endi biz Gilbertning ishi nashr etilgandan deyarli ikki yuz yil o'tgach olib borilgan tadqiqotlar haqida gapiramiz. Ular italiyalik anatomiya va tibbiyot professori Luidji Galvani va italiyalik fizika professori Alessandro Voltaning ismlari bilan bog'liq.

Bulon universitetining anatomiya laboratoriyasida Luidji Galvani tajriba o'tkazdi, uning tavsifi butun dunyo olimlarini hayratda qoldirdi. Qurbaqalar laboratoriya stolida parchalandi. Tajribaning maqsadi ularning oyoq-qo'llarining yalang'och nervlarini ko'rsatish va kuzatish edi. Ushbu stolda elektrostatik mashina bor edi, uning yordamida uchqun yaratildi va o'rganildi. Luidji Galvanining o'zining "Mushaklar harakati paytidagi elektr kuchlari haqida" asaridan iqtibos keltiramiz: "... Mening yordamchilarimdan biri tasodifan baqaning ichki son nervlariga juda engil tegdi. Baqaning oyog'i keskin silkindi. ” Va bundan keyin: "... Bu mashinaning kondansatkichidan uchqun chiqarilganda mumkin."

Bu hodisani quyidagicha tushuntirish mumkin. Uchqun paydo bo'lgan hududdagi havo atomlari va molekulalari o'zgaruvchan elektr maydoniga ta'sir qiladi, natijada ular elektr zaryadini oladi va neytral bo'lishni to'xtatadi; Olingan ionlar va elektr zaryadlangan molekulalar elektrostatik mashinadan ma'lum, nisbatan qisqa masofaga tarqaladilar, chunki harakatlanayotganda havo molekulalari bilan to'qnashganda ular zaryadini yo'qotadilar. Shu bilan birga, ular er yuzasidan yaxshi izolyatsiya qilingan metall buyumlar ustida to'planishi mumkin va agar erga o'tkazuvchan elektr zanjiri paydo bo'lsa, zaryadsizlanadi. Laboratoriyadagi zamin quruq, yog'och edi. U Galvani ishlagan xonani erdan yaxshi izolyatsiya qilgan. Zaryadlar to'plangan narsa metall skalpel edi. Hatto skalpelning qurbaqa nerviga ozgina tegishi ham skalpelda to'plangan statik elektrning "zararlanishi" ga olib keldi, bu esa oyoqning hech qanday mexanik vayronagarchiliksiz tortib olinishiga olib keldi. Elektrostatik induksiya natijasida yuzaga keladigan ikkilamchi zaryadsizlanish hodisasi o'sha paytda allaqachon ma'lum edi.

Eksperimenterning ajoyib iste'dodi va ko'plab turli xil tadqiqotlar o'tkazish Galvaniga elektrotexnikani yanada rivojlantirish uchun muhim bo'lgan yana bir hodisani kashf etishga imkon berdi. Atmosfera elektr energiyasini o'rganish bo'yicha tajribalar olib borilmoqda. Galvanining o‘zidan iqtibos keltiraylik: “... Befoyda kutishdan charchab... umurtqa pog‘onasiga yopishtirilgan mis ilgaklarni temir panjaraga bosishga kirishdi – qurbaqaning oyoqlari kichrayib ketdi”. Tashqarida emas, balki bino ichida ishlaydigan elektrostatik mashinalar bo‘lmagan holda o‘tkazilgan tajriba natijalari shuni tasdiqladiki, qurbaqa muskulining qisqarishi xuddi elektrostatik mashina uchqunidan kelib chiqadigan qisqarishga o‘xshab, qurbaqa tanasiga tegilganda sodir bo‘ladi. bir vaqtning o'zida ikki xil metall buyumlar - sim va mis, kumush yoki temir plastinka. Galvanidan oldin hech kim bunday hodisani kuzatmagan edi. Kuzatishlar natijalariga asoslanib, u dadil, aniq xulosa chiqaradi. Elektr energiyasining yana bir manbai bor, u "hayvon" elektr energiyasidir (bu atama "tirik to'qimalarning elektr faolligi" atamasiga teng). Tirik mushak, Galvani ta'kidlaganidek, Leyden bankasi kabi kondensator bo'lib, uning ichida ijobiy elektr to'planadi. Baqa nervi ichki “o‘tkazgich” vazifasini bajaradi. Ikkita metall o'tkazgichni mushakka ulash elektr tokining paydo bo'lishiga olib keladi, bu elektrostatik mashinadan uchqun kabi mushakning qisqarishiga olib keladi.

Galvani faqat qurbaqa mushaklarida aniq natijaga erishish uchun tajriba o'tkazdi. Ehtimol, bu unga qurbaqa oyog'ining "fiziologik tayyorgarligi" dan elektr energiyasini hisoblagich sifatida foydalanishni taklif qilishga imkon bergan. Baholash uchun shunga o'xshash fiziologik ko'rsatkich xizmat qilgan elektr miqdorining o'lchovi, bir vaqtning o'zida orqa miya orqali o'tadigan ilgak bilan tegib turgan metall plastinka bilan aloqa qilganda panjani ko'tarish va tushirish faolligi edi. qurbaqaning va vaqt birligida panjani ko'tarish chastotasi. Bir muncha vaqt davomida bunday fiziologik ko'rsatkich hatto taniqli fiziklar tomonidan, xususan Georg Om tomonidan ham qo'llanilgan.

Galvanining elektrofiziologik tajribasi Alessandro Voltaga elektr energiyasining birinchi elektrokimyoviy manbasini yaratishga imkon berdi, bu esa o‘z navbatida elektrotexnika taraqqiyotida yangi davrni ochdi.

Alessandro Volta Galvanining kashfiyotini birinchilardan bo'lib qadrlagan. U Galvanining tajribalarini juda ehtiyotkorlik bilan takrorlaydi va uning natijalarini tasdiqlovchi ko'plab ma'lumotlarni oladi. Ammo allaqachon o'zining "Hayvon elektr energiyasi to'g'risida" gi birinchi maqolalarida va 1792 yil 3 aprelda doktor Boronioga yo'llagan maktubida Volta kuzatilgan hodisalarni "hayvon" elektr toki nuqtai nazaridan izohlaydigan Galvanidan farqli o'laroq, kimyoviy va fizik hodisalarni ta'kidlaydi. Volta ushbu tajribalar uchun bir-biriga o'xshash bo'lmagan metallardan (rux, mis, qo'rg'oshin, kumush, temir) foydalanish muhimligini belgilaydi, ular orasiga kislotaga namlangan mato qo'yiladi.

Volta shunday yozadi: “Galvani tajribalarida elektr tokining manbai qurbaqa yoki umuman olganda, bular nervlar va muskullar bo'lib, ularda turli xil kimyoviy birikmalar mavjud Ajratilgan qurbaqaning nervlari va mushaklari ikkita bir-biriga o'xshamaydigan metallar bilan birlashadi, keyin bunday zanjir yopilganda, elektr ta'siri namoyon bo'ladi, mening oxirgi tajribamda ikkita o'xshash bo'lmagan metallar ham ishtirok etdi - bular staniol (qo'rg'oshin) va kumush. Suyuqlikning rolini tilning tupurigi o'ynadi, men zanjirni birlashtiruvchi plastinka bilan yopib, elektr suyuqlikning bir joydan ikkinchisiga o'tishi uchun sharoit yaratdim suvda yoki tupurikga o'xshash suyuqlikda "hayvon" elektr toki bilan nima aloqasi bor?

Volta tomonidan o'tkazilgan tajribalar elektr ta'sirining manbai nam mato yoki kislota eritmasiga namlangan mato bilan aloqa qilganda bir xil bo'lmagan metallar zanjiri degan xulosani shakllantirishga imkon beradi.

Volta o'zining do'sti, shifokor Vasagiga yozgan maktublaridan birida (yana shifokorning elektr energiyasiga bo'lgan qiziqishining namunasi) shunday deb yozgan: "Men uzoq vaqtdan beri barcha harakatlar metallardan kelib chiqishiga amin bo'ldim, ularning kontaktidan elektr suyuqligi kiradi. nam yoki suvli tana shu asosda, men o'zi barcha yangi elektr hodisalarni metallarga bog'lash va "hayvon elektr" nomini "metall elektr" iborasi bilan almashtirish huquqiga ega deb hisoblayman.

Voltaning fikricha, qurbaqa oyoqlari sezgir elektroskopdir. Galvani va Volta o'rtasida, shuningdek, ularning izdoshlari o'rtasida tarixiy nizo paydo bo'ldi - "hayvon" yoki "metall" elektr toki haqidagi bahs.

Galvani taslim bo'lmadi. U metallni tajribadan butunlay chiqarib tashladi va hatto qurbaqalarni shisha pichoqlar bilan kesib tashladi. Ma'lum bo'lishicha, bunday tajribada ham, qurbaqa son nervining uning mushaklari bilan aloqasi metallar ishtirokidagiga qaraganda ancha kichikroq bo'lsa-da, aniq sezilarli qisqarishga olib keldi. Bu yurak-qon tomir va boshqa bir qator inson tizimlarining zamonaviy elektrodiagnostikasiga asoslangan bioelektrik hodisalarning birinchi qaydi edi.

Volta kashf etilgan g'ayrioddiy hodisalarning mohiyatini ochishga harakat qilmoqda. U o'zi uchun quyidagi muammoni aniq ifodalaydi: "Elektr tokining paydo bo'lishiga nima sabab bo'ldi?" Men o'zimga xuddi shunday savol berdim: Mulohazalar meni bitta yechimga olib keldi: ikkita o'xshash bo'lmagan metallar , masalan, kumush va sink , har ikkala metalda elektr muvozanati buziladi, metalllarning aloqa nuqtasida, musbat elektr kumushdan sinkga yo'naltiriladi va salbiy elektr to'planadi oraliq bo'shliqlarsiz bir-birining ustiga qo'yilgan kumush va rux plitalari ma'lum bir yo'nalishda harakat qiladi, ya'ni sink plitalari kumush bilan aloqa qiladi, keyin ularning umumiy ta'siri nolga kamayadi elektr ta'siri yoki uni jamlash, har bir sink plitasi faqat bitta kumush bilan aloqa qilish kerak va ketma-ket eng ko'p sonli juftlarni qo'shing. Bunga har bir rux plastinkasiga ho'l mato qo'yish orqali erishiladi va shu bilan uni keyingi juftlikning kumush plastinkasidan ajratib turadi." Volta aytganlarning aksariyati zamonaviy ilmiy g'oyalar nuqtai nazaridan hozir ham o'z ahamiyatini yo'qotmaydi.

Afsuski, bu bahs fojiali tarzda uzilib qoldi. Napoleon armiyasi Italiyani bosib oldi. Yangi hukumatga sodiqlik qasamyod qilishdan bosh tortgani uchun Galvani kreslosidan ayrildi, ishdan bo'shatildi va tez orada vafot etdi. Bahsning ikkinchi ishtirokchisi Volta ikkala olimning kashfiyotlari to'liq tan olinishini ko'rish uchun yashadi. Tarixiy bahsda ikkalasi ham haq edi. Biolog Galvani fan tarixiga bioelektrning asoschisi, fizik Volta elektrokimyoviy tok manbalarining asoschisi sifatida kirdi.

1790 yilda italiyalik olim L.Galvani (1737 - 1798), baqa mushaklari bilan tajriba o'tkazgan shifokor, uning laboratoriyasida mavjud bo'lgan elektr mashinasi zaryadsizlanishi paytida mushaklarning qisqarishi sodir bo'lishini payqadi. U mushaklarning qisqarishi oqimsiz sodir bo'lishini aniqladi va o'z tajribalari natijalarini 1791 yilda nashr etilgan "Mushaklar harakatida elektr kuchlari to'g'risida risola" kitobida nashr etdi.

Galvani shunday dedi: “Men qurbaqani xonaga olib kirib, temir plastinka ustiga qo'yganimda va orqa miya nervi orqali o'tkazilgan mis ilgakni plastinkaga bosganimda, xuddi shunday spazmodik titroqlar aniq edi. Men turli joylarda kunning turli soatlarida turli metallar bilan tajriba o‘tkazdim – natijalar bir xil edi, farq shundaki, ba’zi metallar bilan tebranish boshqalarga qaraganda kuchliroq edi.

Keyin shisha, qatron, kauchuk, tosh va quruq yog'och kabi elektr tokini o'tkazmaydigan turli jismlarni sinab ko'rdim. Hech qanday hodisa yo'q edi. Bu biroz kutilmagan edi va meni elektr toki hayvonning ichida ekanligiga ishonishimga olib keldi”.

Aniq, mutlaqo noaniq tajribalardan Galvani noto'g'ri xulosalar chiqardi. U o‘zi kuzatgan hodisada elektr tokining manbai mushakdir, deb hisoblagan. Bu u kashf etgan hodisaning nomida aks ettirilgan - "hayvon elektr energiyasi".

A.Volta (1745 - 1827) o'z vatandoshi tajribalarining tavsifi bilan tanishib, ularni asta-sekin ahamiyatsizlardan uzoqlashtirib, takrorladi. Ko'plab tajribalar natijalari tadqiqotchini juda muhim xulosalarga olib keldi. Shunday qilib, Volta qurbaqa mushaklaridagi suyuqlik bilan yopilgan elektr tokining paydo bo'lishi uchun turli tabiatdagi metallar javobgar ekanligiga ishonch hosil qildi. Buni tasdiqlash uchun Volta mushaklar o‘rniga suv yoki kuchsiz kislota eritmasidan foydalangan holda ikki xil metallar bilan tajriba o‘tkazdi. Ta'sir nafaqat paydo bo'ldi, balki sezilarli darajada kuchaydi. 1794 yil 10 fevraldagi Turin universitetida fizika professori lavozimini egallagan abbot A. M. Vassali nomiga yozgan maktubida Volta shunday yozadi: “Menga kelsak, men uzoq vaqtdan beri barcha harakatlar natijasida sodir bo'lishiga aminman. metallarning ba'zi nam jism bilan yoki suvning o'zi bilan aloqasi. Bunday aloqa tufayli elektr suyuqlik bu ho'l jismga yoki suvga metallarning o'zidan, biridan ko'proq, boshqasidan kamroq (asosan ruxdan, eng kam kumushdan) tushadi. Galvani juda qizg'in va hech qanday asossiz himoya qilgan "hayvon elektr energiyasi" g'oyasidan ajralib chiqib, Volta o'z zamondoshlari tomonidan "voltaik ustun" deb nomlangan elektr energiyasining birinchi manbasini loyihalashga keldi.

1800-yilning 20-martida Volta London Qirollik jamiyati prezidenti ser I. Benksga yo‘llagan maktubida u “o‘z harakatlarida, ya’ni qo‘l boshidan o‘tkazgan zarbada” qurilma yaratganligini yozadi. va hokazo, Leyden kavanoziga o'xshaydi, yoki undan ham yaxshisi, zaif zaryadlangan batareyaga ega, lekin u doimiy ravishda ishlaydi, ya'ni har bir zaryaddan keyin uning zaryadi o'z-o'zidan tiklanadi; bir so‘z bilan aytganda, bu qurilma buzilmas zaryad hosil qiladi va elektr suyuqlikka uzluksiz impuls beradi”.

Voltasning ushbu kashfiyotining ahamiyati ko'pincha uning oqibatlarida 142 yildan keyin amalga oshirilgan yadroviy reaktorning ishga tushirilishi bilan taqqoslanadi. Volta qo'lidan olimlar elektr energiyasi manbasini oldilar, bu esa elektr energiyasi sohasida tizimli tadqiqotlar olib borish imkonini berdi. Volta elementlarining arzonligi va mavjudligi elektr tadqiqotlariga ko'proq olimlarni jalb qilishga yordam berdi, bu esa ushbu bilim sohasidagi ilmiy hisobotlar soniga darhol ta'sir ko'rsatdi. Quyida biz Voltaning kashfiyoti natijasida yuzaga kelgan elektr energiyasi sohasidagi eng muhim tadqiqotlarning qisqacha ro'yxatini keltiramiz.

18-asrning oxirigacha elektr hodisalarini o'rganuvchi fiziklarning ixtiyorida faqat statik elektr manbalari - amber bo'laklari, eritilgan oltingugurt sharlari, elektrofor mashinalari, Leyden idishlari mavjud edi. Ingliz fizigi va shifokori Uilyam Gilbertdan (1544-1603) boshlab ko'plab olimlar ular bilan tajriba o'tkazdilar. Bunday manbalar bizning ixtiyorimizda bo'lgan holda, masalan, Kulon qonunini (1785) kashf qilish mumkin edi, lekin Faraday qonunlarini (1833) aytmasa ham, Om qonunini (1826) kashf qilishning iloji yo'q edi. Chunki to'plangan statik zaryad kichik edi va kamida bir necha soniya davom etadigan oqimni ta'minlay olmadi.

Boloniya universitetining tibbiyot professori Luidji Galvani (1737-1798) ishidan keyin vaziyat o'zgardi, u o'zi ishonganidek, "hayvon elektr energiyasini" kashf etdi. Uning mashhur risolasi "Mushaklar harakatidagi elektr kuchlari to'g'risida" deb nomlangan. Galvanining ba'zi tajribalarida dunyodagi birinchi radioto'lqinlarni qabul qilish sodir bo'ldi. Generator elektrofor mashinasidan uchqunlar, qabul qiluvchi antenna Galvanining qo‘lidagi skalpel, qabul qiluvchisi esa qurbaqa oyog‘i edi. Galvanining yordamchisi ajratilgan qurbaqadan ma'lum masofada elektr mashinasi bilan tajriba o'tkazdi. Shu bilan birga, Galvanining rafiqasi Lusiya qurbaqaning oyoqlari mashinada uchqun sakrab tushganda qisqarishini payqadi, shunda tasodifning ham, kuzatishning ham roli ko'rinadi.

Galvanining tajribalari bilan italyan fizigi Alessandro Juzeppe Antonio Anastasio Volta (1745–1827) qiziqib qoldi. U allaqachon mashhur olim edi: 1775 yilda u qatron elektroforini loyihalashtirdi, ya'ni elektret moddalarini, 1781 yilda - sezgir elektroskopni va birozdan keyin - kondansatör, elektrometr va boshqa asboblarni kashf etdi. 1776 yilda u olovning elektr o'tkazuvchanligini ham kashf etdi va 1778 yilda birinchi marta botqoqlarda to'plangan gazdan sof metan oldi va uni elektr uchqunidan yoqish qobiliyatini ko'rsatdi. Volta dastlab Galvanining "hayvon elektr energiyasi" nazariyasining qizg'in tarafdori edi. Ammo uning o'z tajribalarini takrorlashi Voltani Galvanining tajribalarini butunlay boshqacha tushuntirish kerakligiga ishontirdi: qurbaqa oyog'i manba emas, balki faqat elektr energiyasini qabul qiluvchi. Manba bir-biriga tegib turadigan turli metallardir. "Metallar nafaqat ajoyib o'tkazgichlar, balki elektr dvigatellari hamdir", deb yozgan Volta.

Bu bizni har tomondan va hayotimiz davomida o'rab turgan galvanik xujayralar, batareyalar va akkumulyatorlarni yaratishga imkon bergan asosiy bayonot edi. Ularning ishlash printsipi maktab darsligida va keyingi muhokama uchun zarur bo'lganidan ko'ra batafsilroq tavsiflangan. Mohiyati oddiy: o'tkazuvchi muhitda (elektrolitda) ikki xil o'tkazgich (elektrodlar) mavjud bo'lib, ular bilan shunday reaksiyaga kirishadiki, ular qarama-qarshi zaryadlar bilan zaryadlanadi. Agar siz ushbu elektrodlarni (anod va katod) tashqi o'tkazgich (yuk) bilan ulasangiz, u orqali oqim o'ta boshlaydi.

Galvaniga e'tiroz bildirgan Volta dastlab qurbaqadan qutulib, uning o'rniga o'z tilini qo'ydi. Masalan, tilning ustiga oltin yoki kumush tanga, til ostiga esa mis tanga solgan. Ikki tanga sim bo'lagi bilan bog'langandan so'ng, darhol og'izda nordon ta'm sezildi, bu tilda chiroq batareyasining kontaktlarini tatib ko'rgan har bir kishiga tanish. Keyin Volta o'z tajribalarida faqat asboblardan foydalangan holda "hayvon elektr energiyasini" tajribalardan butunlay chiqarib tashladi.

1800 yilda elektr tokining birinchi doimiy manbai ixtiro qilinishiga bir qadam qoldi. Bu Volta ishqor eritmasi yoki sho'r suvga namlangan karton yoki teridan ajratgichlar bilan ajratilgan rux va mis plitalar juftlarini ketma-ket ulaganida sodir bo'ldi. Ushbu dizayn ixtirochi nomidan "voltaik ustun" deb nomlangan. Dizayn og'ir edi, suyuqlik qistirmalardan siqib chiqarildi, shuning uchun Volta uni kislota eritmasi bilan stakan bilan almashtirdi, ular ichiga sink va mis (yoki kumush) chiziqlar yoki doiralar botirildi. Stakanlar ketma-ket ulangan va batareya terminallarini yaqin tutish uchun Volta o'zining alohida elementlarini aylana ichiga joylashtirdi. Ushbu dizayn shakli tufayli "Voltik toj" deb nomlangan.

O'zining kashfiyotidan so'ng Volta unga qiziqishni yo'qotdi va ilmiy ishlardan voz kechdi va elektr toki haqidagi ta'limotni rivojlantirish uchun boshqa olimlarni qoldirdi. Ammo Alessandro Voltaning elektrni o'rganishga qo'shgan hissasi shunchalik kattaki, kuchlanish birligi uning nomi bilan atalgan. Va Napoleon Fanlar akademiyasi kutubxonasida "Buyuk Volterga" yozuvi bo'lgan dafna gulchambarining tasvirini ko'rganida, u bir nechta harflarni o'chirib tashladi va shunday bo'lib chiqdi: "Buyuk Voltaga". Voltaik ustun va uning o'zgarishi ko'plab olimlarga uzoq muddatli to'g'ridan-to'g'ri oqim manbai bilan tajriba o'tkazish imkonini berdi. Aynan shu kashfiyot bilan elektr energiyasi davri boshlandi. Voltaning kashfiyoti haqidagi eng hayajonli sharhni uning tarjimai holi, frantsuz fizigi Dominik Fransua Arago (1786-1853) qoldirgan bo'lishi mumkin: "Mis, rux va nam matolardan tashkil topgan ustun. Bunday kombinatsiyadan apriori nimani kutish kerak? Ammo bu g'alati va aftidan faol bo'lmagan, oz miqdordagi suyuqlik bilan ajratilgan bir-biriga o'xshamaydigan metallar ustuni, teleskop va bug 'dvigatelini hisobga olmaganda, inson hech qachon ixtiro qilmaganidan ham ajoyibroq raketani tashkil qiladi.

"Katta batareyalar"

Volta 1800-yilning mart oyida oʻsha davrning yetakchi ilmiy markazi boʻlgan London Qirollik jamiyati prezidenti Jozef Benksga (1743–1820) maktub yoʻllab, juda oqilona ish tutdi. Maktubda Volta o'zining elektr toki manbalarining turli dizaynlarini tasvirlab bergan, uni Galvaniy xotirasiga galvanik deb atagan. Banks botanik edi, shuning uchun u maktubni hamkasblari - fizik va kimyogar Uilyam Nikolson (1753–1815) va shifokor va kimyogar, Qirollik jarrohlar kolleji prezidenti Entoni Karlayl (1768–1842) ga ko'rsatdi. Va allaqachon aprel oyida, Voltaning ta'rifiga ko'ra, ular 17 dan batareyani, so'ngra 925 kumushdan yasalgan 36 ta ketma-ket bog'langan sink doiralari va yarim toj tangalarini yasadilar. Ularning orasiga sho'r suvda namlangan karton yostiqchalar qo'yilgan.

Tajribalar davomida Nikolson rux va mis o'tkazgich aloqasi yaqinida gaz pufakchalari chiqishini aniqladi. U vodorod ekanligini va uning hidi bilan aniqladi, chunki ruxni kislotalar yoki ishqorlarda eritish natijasida olingan vodorod ko'pincha hidga ega. Rux odatda arsinga qaytariladigan mishyak aralashmasini o'z ichiga oladi va uning parchalanish mahsulotlari sarimsoq kabi hidlanadi. 1800-yil sentabrda nemis fizigi Iogann Ritter (1776-1810) boshqa akkumulyator elektrodidan suvning elektrolizlanishi paytida ajralib chiqqan gazni yig‘ib, uning kislorod ekanligini ko‘rsatdi. Xuddi shu yili ingliz kimyogari Uilyam Kruikshank (1745-1800) sink va mis plitalarni gorizontal uzun qutiga joylashtirdi - shu bilan birga, sarflangan (yarim eritilgan va reaksiya mahsulotlari bilan qoplangan) sink elektrodlarini almashtirish oson edi. Ishlatilmaganda, sinkni isrof qilmaslik uchun elektrolitlar qutidan to'kilgan. Kruikshank elektrolit sifatida ammoniy xlorid eritmasidan, keyin esa suyultirilgan kislotadan foydalangan. Faraday sulfat va nitrat kislotalarning zaif (1-2%) eritmalari aralashmasini tavsiya qildi. Ushbu elektrolit bilan sink asta-sekin eriydi va vodorodning kichik pufakchalarini chiqaradi. Mis anodida vodorod ham chiqarildi va bitta akkumulyator batareyasining EMF atigi 0,5 V edi.

Vodorodning sinkdagi evolyutsiyasi bu elektrodning polarizatsiyasi bilan bog'liq bo'lib, bu ichki qarshilikni oshiradi va elementning potentsialini pasaytiradi. Ushbu hodisaning oldini olish uchun ingliz fizigi va elektrotexnika muhandisi Uilyam Sturgeon (1783-1850), birinchi elektromagnitni yaratuvchisi sink plitalarini birlashtirdi. 1840 yilda ingliz shifokori Alfred Smee (1818-1877) mis elektrodni qo'pol platina qatlami bilan qoplangan kumush elektrod bilan almashtirdi. Bu eritmadan vodorod pufakchalarini chiqarishni tezlashtirdi va emfni oshirdi. Bunday batareyalar elektrokaplama texnologiyasida keng qo'llanilgan. Shunday qilib, haykallar Sankt-Peterburgdagi Sankt-Isaak soborida elektrokaplama usuli yordamida qilingan. Metalldagi elektrolitik nusxalarni ishlab chiqarish usuli Sankt-Peterburg akademigi Moritz Hermann (Boris Semenovich) Yakobi tomonidan 1838 yilda, xuddi soborni qurish paytida ishlab chiqilgan. Ushbu texnika haqida ko'proq "Haykaltaroshlik bo'yicha kitoblar bilan kutubxona" veb-saytida o'qishingiz mumkin.

O'z davrining eng yaxshi batareyalaridan biri mashhur ingliz shifokori va kimyogari Uilyam Xayd Uollaston (Vollaston, 1766-1828) tomonidan yig'ilgan bo'lib, u palladiy va rodiyning kashfiyoti, shuningdek, eng yaxshi metall iplarni ishlab chiqarish texnologiyasi bilan mashhur. sezgir asboblarda qo'llaniladi. Har bir hujayrada sink elektrod uch tomondan mis elektrod bilan o'ralgan bo'lib, u orqali havoga vodorod pufakchalari chiqariladi.

Mashhur ingliz fizigi Humphry Davy (1778-1829) dastlab Voltaning o'zi tomonidan unga berilgan batareya bilan tajribalar o'tkazdi; keyin u ammiakning suvli eritmasi bilan ajratilgan mis va sink plitalaridan o'z dizayni bo'yicha tobora kuchayib borayotganini ishlab chiqarishni boshladi. Uning birinchi batareyasi 60 ta shunday elementdan iborat edi, biroq bir necha yil o'tgach, u allaqachon mingta elementdan iborat bo'lgan juda katta batareyani yig'di. Bu akkumulyatorlar yordamida u birinchi marta litiy, natriy, kaliy, kaltsiy va bariy kabi metallarni, amalgam holida esa magniy va stronsiyni olishga muvaffaq bo'ldi.

Eng yirik batareyalardan biri 1802 yilda fizik va elektrotexnika muhandisi Vasiliy Vladimirovich Petrov (1761-1834) tomonidan yaratilgan. Uning o'lchami "bir yarim dyuym" bo'lgan 4200 mis va sink plitalardan iborat "ulkan batareyasi" tor yog'och qutilarda joylashgan edi. Butun batareya har biri taxminan 3 m uzunlikdagi to'rt qatordan iborat bo'lib, mis qavslar bilan ketma-ket ulangan. Nazariy jihatdan, bunday batareya 2500 V gacha kuchlanish ishlab chiqarishi mumkin, lekin aslida u taxminan 1700 V berdi. Bu ulkan batareya Petrovga ko'plab tajribalar o'tkazishga imkon berdi: u turli moddalarni tok bilan parchaladi va 1803 yilda u elektr yoyi ishlab chiqardi. dunyoda birinchi marta. Uning yordami bilan metallarni eritib, katta xonalarni yorqin yoritish mumkin edi. Biroq, bu batareyani saqlash juda ko'p mehnat talab qildi. Tajribalar davomida plitalar oksidlanib, muntazam tozalanishi kerak edi. Bundan tashqari, bitta ishchi soatiga 40 ta plastinani tozalashi mumkin edi. Kuniga 8 soat ishlagan bu ishchining o'zi kamida ikki hafta batareyani keyingi tajribalar uchun tayyorlashga sarflagan bo'lardi.

Ehtimol, eng noodatiy voltaik hujayra nemis kimyogari Fridrix Wöhler (1800-1882) tomonidan yaratilgan. 1827 yilda alyuminiy xloridni kaliy bilan qizdirib, metall alyuminiy - kukun shaklida oldi. Alyuminiyni quyma holida olish uchun unga 18 yil kerak bo'ldi. Wöhler elementida ikkala elektrod ham alyuminiydan qilingan! Bundan tashqari, biri nitrat kislotaga, ikkinchisi natriy gidroksid eritmasiga botirildi. Eritmalari bo'lgan idishlar tuz ko'prigi bilan bog'langan.

Daniel, Leclanche va boshqalar

Zamonaviy galvanik elementlarning asosi 1836 yilda ingliz fizigi, kimyogari va meteorologi Jon Frederik Daniel (1790-1845) tomonidan ishlab chiqilgan (u namlik o'lchagichni - gigrometrni ham ixtiro qilgan). Daniel elektrodlarning polarizatsiyasini engishga muvaffaq bo'ldi. Uning birinchi elementida mis sulfat eritmasi bo'lgan mis idishga o'rtasiga rux tayoqchasi bo'lgan suyultirilgan sulfat kislota bilan to'ldirilgan buqa qizilo'ngachining bir qismi kiritilgan. Faraday sinkni o'rash qog'ozi bilan izolyatsiya qilishni taklif qildi, uning teshiklari elektrolitlar ionlarining o'tishiga imkon beradi. Ammo Doniyor diafragma sifatida g'ovakli loy idishdan foydalanishni boshladi. E'tibor bering, 1829 yilda radioaktivlikni kashf etgan va uni 1903 yilda Kyurilar bilan baham ko'rgan mashhur Antuan Anri Bekkerelning bobosi Antuan Sezar Bekkerel (1788-1878) mis nitrat va rux eritmalariga botirilgan mis va rux elektrodlari bilan tajriba o'tkazgan. sulfat, mos ravishda, orqaga 1829. Fizika bo'yicha Nobel mukofoti. Daniel elementi uzoq vaqt davomida 1,1 V barqaror kuchlanish ishlab chiqardi, bu ixtiro uchun Daniel Qirollik jamiyatining eng yuqori mukofoti - Kopley oltin medali bilan taqdirlandi. O'tgan 180 yil ichida ushbu elementning ko'plab modifikatsiyalari paydo bo'ldi; shu bilan birga, ularning ishlab chiquvchilari gözenekli idishdan qutulishning turli usullarini sinab ko'rishdi.

Telegraf liniyalarining paydo bo'lishi bilan gözenekli bo'linmalarsiz, bitta elektrolitli va uzoq xizmat muddati bilan qulayroq va arzonroq oqim manbalariga ehtiyoj paydo bo'ldi. 1872 yilda Doniyor elementi Josiah Latimer Klarkning (1822–1898) oddiy elementi bilan almashtirildi: musbat elektrod - simob, salbiy - 10% rux amalgam, emf 1,43 V. Va 1892 yilda u Edvardning simob-kadmiy elementi bilan almashtirildi. Weston (1850–1936) 1,35 V emf bilan. Uning normal Weston elementi deb ataladigan modifikatsiyasi hali ham kuchlanish standarti sifatida ishlatiladi - past yuklarda u 1,01850–1,01870 V oralig'ida juda barqaror kuchlanish beradi, beshinchi belgigacha aniqlik.

Doniyor elementining gözenekli septumga ega bo'lmagan bir versiyasi 1859 yilda nemis fizigi va ixtirochisi Heinrich Meidinger (1831-1905) tomonidan ishlab chiqilgan. Idishning pastki qismida mis elektrod va mis sulfat kristallari mavjud (ular hunidan keladi), yuqori qismida sink elektrodi o'rnatiladi. Pastki qismda mis sulfatning og'ir to'yingan eritmasi qoladi: mis ionlarining sink elektrodiga tarqalishi elementning ishlashi paytida ushbu ionlarning chiqishi bilan to'sqinlik qiladi va eritmalar orasidagi chegara juda keskin ajralib turadi. Shuning uchun bu turdagi manbalarning nomi - tortishish elementi. Meidinger elementi texnik xizmat ko'rsatmasdan yoki reagentlar qo'shmasdan bir necha oy davomida uzluksiz ishlashi mumkin. Bu element Germaniyada 1859 yildan 1916 yilgacha temir yo'l telegraf tarmog'i uchun quvvat manbai sifatida keng qo'llanilgan. Shunga o'xshash manbalar Frantsiya va AQShda mavjud edi - Kallot va Lokvud elementlari nomi bilan. 1839 yilda ingliz fizigi va kimyogari Uilyam Robert Grove (1811-1896) tomonidan taklif qilingan element yaxshi xususiyatlarga ega edi. Undagi elektrodlar sink va platina bo'lib, gözenekli bo'linma bilan ajratilgan va sulfat va nitrat kislotalarning eritmalariga botirilgan.

O'zining kashfiyotlari va ixtirolari (spektral tahlil, burner va boshqalar) bilan mashhur bo'lgan Robert Vilgelm Bunsen (1811-1899) qimmatbaho platinali elektrodni presslangan uglerod bilan almashtirdi. Uglerod elektrodlari zamonaviy akkumulyatorlarda ham mavjud, ammo Bunsenda ular depolarizator rolini o'ynaydigan nitrat kislotaga botirildi (hozir ular marganets dioksidi). Bunsen elementlari uzoq vaqt davomida laboratoriyalarda keng qo'llanilgan. Ular qisqa vaqtga bo'lsa-da, katta oqimni ta'minlashi mumkin edi. Bunsen elementlari, masalan, alyuminiy ishlab chiqarishning elektrolitik usulini kashf etgan yosh Charlz Martin Xoll (1863-1914) tomonidan ishlatilgan. Ko'pgina bunday hujayralar batareyani hosil qilish uchun ulangan; Shu bilan birga, 1 g izolyatsiya qilingan alyuminiy uchun deyarli 16 g sink kerak edi! Fransuz kimyogari va ixtirochisi Edme Hippolyte Marie-Devy (1820-1893) Bunsen elementidagi nitrat kislotani simob (I) sulfat va sulfat kislota xamiri bilan almashtirdi; Elektrolit sink sulfat eritmasi edi. 1859 yilda ushbu hujayralarning 38 tasi (har biri 1,4 V ning emf) batareyasi 60 ta Daniel xujayrasi batareyasi bilan taqqoslash amalga oshirildi. Birinchisi 23 hafta ishladi, ikkinchisi - atigi 11. Biroq, simob tuzlarining yuqori narxi va zaharliligi bunday elementlardan keng foydalanishga to'sqinlik qildi.

Nemis fizigi Iogan Kristian Poggendorf (1796–1877) o‘z elementida depolyarizator sifatida kaliy dixromatning sulfat kislotadagi eritmasidan foydalangan. Poggendorff jurnalning noshiri sifatida tanilgan Annalen der Physik und Chemie- U bu lavozimda 36 yil ishlagan. Poggendorff elementi eng yuqori EMF (2,1 V) va qisqa vaqt ichida - yuqori oqim hosil qildi. Muhim afzallik sink elektrodini tozalash yoki almashtirish uchun eritmadan olib tashlash qobiliyati edi.

Birinchi marta Oy va Quyoshni suratga olgan Uorren de la Ru (1815–1889) 1868 yilda 14 ming hujayradan iborat katta akkumulyator yig‘di. Ulardagi elektrodlar kumush xlorid va amalgamlangan sink bilan qoplangan kumush bo'lib, elektrolitlar natriy xlorid, sink xlorid yoki kaliy gidroksid eritmasi edi. Sink-kumush xlorid hujayralari bugungi kunda ham qo'llaniladi; ular quruq holda saqlanadi va yangi yoki dengiz suvi bilan to'ldirish orqali faollashtiriladi, shundan so'ng element 10 oygacha ishlashi mumkin. Bunday elementlardan suv halokati qurbonlari foydalanishi mumkin. Arzonroq, lekin kamroq kuchli hujayralar Cu/CuCl elektrodidan foydalanadi.

Eng mashhur kimyoviy oqim manbalaridan biri 1868 yilda frantsuz kimyogari Jorj Leklansh (1839-1882) tomonidan tasvirlangan va u tomonidan bir necha yil oldin ishlab chiqilgan marganets-sink elementidir. Ushbu hujayrada uglerod elektrodi yaxshi elektr o'tkazuvchanligi uchun uglerod kukuni bilan aralashtirilgan marganets dioksidining depolarizatori bilan o'ralgan. Elektrolitni (ammiak xlorid eritmasi) quyishda aralashmaning parchalanishiga yo'l qo'ymaslik uchun u anod bilan birga g'ovakli idishga joylashtirildi. Leclanche elementi uzoq vaqt xizmat qildi, texnik xizmat ko'rsatishni talab qilmadi va juda katta oqim hosil qilishi mumkin edi. Buni qulayroq qilishga urinib, Leclanche elektrolitni pasta bilan qalinlashtirishga qaror qildi. Bu narsalarni inqilobiy tarzda o'zgartirdi: Leclanchet elementlari endi tasodifiy ag'darishdan qo'rqmadi, ular har qanday holatda ishlatilishi mumkin edi. Leclanche ixtirosi darhol tijorat muvaffaqiyatiga erishdi va ixtirochining o'zi asosiy kasbini tashlab, elementlar ishlab chiqaradigan zavod ochdi. Leclanchetning marganets-sink xujayralari arzon va ko'p miqdorda ishlab chiqarilgan. Biroq, ularni "quruq" deb atash mutlaqo to'g'ri emas: ulardagi elektrolitlar "yarim suyuqlik" edi, lekin haqiqiy quruq hujayralarda u qattiq bo'lishi kerak. Leklansh 43 yoshida, bunday elementlar ixtiro qilinishidan oldin vafot etgan.

1802 yildan 1812 yilgacha bir nechta quruq batareyalar qurilgan, ularning eng mashhuri zamboniev yoki zamboniev ustuni (qarang: "Kimyo va hayot" 2007 yil, 6-son). Italiyalik fizigi va ruhoniysi Juzeppe Zamboni (1776-1846) 1812 yilda bir necha yuz qog'oz doiralardan iborat ustunni yig'di, uning bir tomonida yupqa rux qatlami, ikkinchisida marganets dioksidi va o'simlik saqichlari aralashmasi bor edi. Elektrolit qog'oz tarkibidagi namlik edi. Bunday qutb yuqori kuchlanish hosil qildi, lekin faqat juda kichik oqim. Aynan Zamboni ustuni deyarli ikki asr davomida Oksforddagi Klarendon laboratoriyasida joylashgan qo'ng'iroqda chashka jiringlashiga imkon berdi. Biroq, bunday batareya amaliy maqsadlar uchun mos emas.

Amalda qo'llanilishi mumkin bo'lgan birinchi quruq galvanik element 1886 yilda nemis muhandisi Karl Gassner (1855-1942) tomonidan patentlangan. Unda sodir bo'ladigan kimyoviy reaktsiyalar avvalgi dizaynlardagi kabi edi: Zn + 2MnO 2 + 2NH 4 Cl → 2MnO (OH) + Cl 2. Bunday holda, sink elektrod bir vaqtning o'zida tashqi idish sifatida xizmat qildi. Elektrolit un va gips aralashmasi bo'lib, unda ammoniy va sink xlorid eritmasi so'riladi (gips keyinchalik kraxmal bilan almashtirildi); Elektrolitga sink xlorid qo'shilishi sink elektrodining korroziyasini sezilarli darajada kamaytirdi va hujayraning saqlash muddatini uzaytirdi. Ijobiy elektrod uglerod tayog'i bo'lib, u qog'oz qopdagi marganets dioksidi va kuyik massasi bilan o'ralgan edi. Element yuqoridan bitum bilan yopilgan. Elementlarning sig'imi ularning o'lchamlari bilan qoplanadi. Gassner tuzi elementi, umuman olganda, bugungi kungacha saqlanib qolgan va yiliga ko'p milliard dona miqdorda ishlab chiqariladi. Ammo yigirmanchi asrda ular ishqoriy elementlar bilan raqobatlashdi, ular ba'zan noto'g'ri "ishqoriy" deb ataladi, ingliz tilidan tarjima qilishda lug'atga qarashni bezovta qilmasdan.

Xulosa qilib shuni ta'kidlaymizki, u yoki bu dizayndagi galvanik batareyalar dinamo ixtiro qilinguncha elektr energiyasining asosiy manbalari bo'lgan.

Elektromotor kuch. - "Elementlar".

Voltaning ta'kidlashicha, uning elektrofori "zaryadlangandan uch kun o'tgach ham ishlashda davom etadi". Va yana: "Mening mashinam har qanday ob-havoda elektr energiyasini olish imkonini beradi va eng yaxshi disk va to'pdan ko'ra ajoyib effekt beradi. (elektrostatik - muallifning eslatmasi) mashinalar." Demak, elektrofor - bu statik elektrning kuchli razryadlarini ishlab chiqarishga imkon beruvchi qurilma. Undan olingan volta "o'n yoki o'n ikki barmoq qalinligi va undan ham ko'proq uchqun chiqaradi ...".

Voltaning elektroforasi "elektrofor" deb ataladigan induksion mashinalarning butun sinfini qurish uchun asos bo'lib xizmat qildi.

1776 yilda Volta gazli to'pponchani - "Volta to'pponchasini" ixtiro qildi, unda metan gazi elektr uchqunidan portladi.

1779 yilda Volta Pavia shahridagi ming yillik tarixga ega universitetga fizika kafedrasiga taklif qilindi va u erda 36 yil ishladi.

Ilg'or va jasur professor, u lotin tilini buzadi va italyan tilida yozilgan kitoblardan talabalarga dars beradi.

Volta ko'p sayohat qiladi: Bryussel, Amsterdam, Parij, London, Berlin. Har bir shaharda olimlarning uchrashuvlari uni kutib oladi, uni sharaf bilan nishonlaydi, oltin medallarni topshiradi. Biroq, Voltaning "eng yaxshi soati" hali yigirma yildan ko'proq vaqt ichida keladi; Shu bilan birga, u o'n besh yil davomida elektr energiyasini tadqiq qilishdan uzoqlashadi, professor sifatida o'lchovli hayot kechiradi va uni qiziqtirgan turli xil narsalar bilan shug'ullanadi. Qirq yoshdan oshganida Volta olijanob Tereza Pellegrinaga uylandi va unga uchta o'g'il tug'di.

Va endi - sensatsiya! Professor Galvanining yaqinda nashr etilgan "Mushaklar harakatidagi elektr kuchlari to'g'risida" risolasini ko'radi. Volta pozitsiyasining o'zgarishi qiziq. Dastlab u risolani shubha bilan qabul qiladi.

Keyin u Galvanining tajribalarini takrorladi va 1792 yil 3 aprelda u ikkinchisiga shunday deb yozdi: "... men bu mo''jizalarning guvohi bo'lganim va kuzatganimdan beri, ehtimol, ishonchsizlikdan aqidaparastlikka o'tganman."

Ko‘p o‘tmay fizikning o‘tkir nigohi fiziolog Galvanining e’tiborini tortmagan bir narsani payqadi: qurbaqa oyoqlarining qaltirashi unga ikki xil metalldan yasalgan simlar tekkandagina kuzatiladi. Volta mushaklarning elektr tokini yaratishda ishtirok etmasligini va ularning qisqarishi asabni qo'zg'atishdan kelib chiqadigan ikkinchi darajali ta'sirni taklif qiladi. Buni isbotlash uchun u mashhur tajriba o‘tkazadi, uning uchiga qalay yoki qo‘rg‘oshin plastinka surtilganda tilda nordon ta’m seziladi, tilning o‘rtasiga yoki yuziga kumush yoki oltin tanga surtiladi. plastinka va tanga sim bilan bog'langan. Biz bir vaqtning o'zida ikkita batareya kontaktini yalaganimizda xuddi shunday ta'mni his qilamiz. Agar tilda metall buyumlar almashtirilsa, nordon ta'm "ishqoriy" ga aylanadi, ya'ni achchiq ta'm beradi.

1792 yil iyun oyida, Volta Galvanining tajribalarini takrorlay boshlaganidan atigi uch oy o'tgach, u endi hech qanday shubha tug'dirmadi: "Shunday qilib, metallar nafaqat ajoyib o'tkazgichlar, balki elektr tokining eng oson yo'lini ham ta'minlaydilar;

suyuqlik, ... lekin ular o'zlari bu suyuqlikni ajratib olish va uni kiritish orqali xuddi idioelektriklarni ishqalashda sodir bo'ladigan holatga o'xshash muvozanatni keltirib chiqaradilar " (Volta davrida ishqalanish natijasida elektrlashtirilgan jismlarni shunday deb atashgan - muallifning eslatmasi).

Shunday qilib, Volta kontakt kuchlanish qonunini o'rnatdi: ikkita o'xshash bo'lmagan metallar ikkalasi o'rtasida "muvozanat nomutanosibligini" (zamonaviy tilda ular potentsial farqni yaratadi) keltirib chiqaradi, shundan so'ng u bu tarzda olingan elektr energiyasini "hayvon" emas, balki "deb nomlashni taklif qildi. metall ".

Bu uning haqiqiy buyuk ijod sari yetti yillik sayohatini boshladi. Kontakt potentsial farqlarini (CPD) o'lchash uchun noyob tajribalarning birinchi seriyasi mashhur "Volta seriyasi" ni tuzishga olib keldi, unda elementlar quyidagi ketma-ketlikda joylashgan: rux, qalay folga, qo'rg'oshin, qalay, temir, bronza, mis, platina, oltin, kumush, simob, grafit.

Ularning har biri seriyaning keyingi a'zolari bilan aloqada bo'lib, ijobiy zaryad oladi va keyingisi manfiy zaryad oladi. Masalan, temir (+) / mis (-); rux (+) / kumush (-) va hokazo Volta ikki metallar elektroexcitatory, yoki elektromotor kuch aloqada tomonidan hosil kuch chaqirdi. Bu kuch elektr tokini shunday harakatga keltiradiki, metallar o'rtasida kuchlanish farqi hosil bo'ladi. Volta shuningdek, metallar bir-biridan qanchalik uzoqroq joylashgan bo'lsa, kuchlanish farqi kattaroq bo'lishini aniqladi. Masalan, temir/mis - 2, qo'rg'oshin/qalay - 1, sink/kumush - 12.

1796-1797 yillarda Muhim qonun aniqlandi: ketma-ket ikki had o'rtasidagi potentsial farq barcha oraliq atamalarning potentsial farqlari yig'indisiga teng:

A/B + B/C + C/D + D/E + E/F = A/F.

Haqiqatan ham, 12 = 1 + 2 + 3 + 1 + 5.

Bundan tashqari, tajribalar shuni ko'rsatdiki, kuchlanish farqlari "yopiq seriyada" paydo bo'lmaydi: A/B + B/C + C/D + D/A = 0. Bu shuni anglatadiki, bir nechta sof metall kontaktlar orqali faqat ikkita metalning to'g'ridan-to'g'ri aloqasidan ko'ra yuqori kuchlanishga erishish mumkin emas edi.

Zamonaviy nuqtai nazardan, Volta tomonidan taklif qilingan kontaktli elektr nazariyasi noto'g'ri edi. U energiyaning boshqa turlarini sarflamasdan, galvanik tok ko‘rinishida uzluksiz ravishda energiya olish imkoniyatini hisoblagan.

Shunga qaramay, 1799 yil oxirida Volta o'zi xohlagan narsaga erisha oldi. U birinchi bo'lib ikkita metall aloqa qilganda, biriga boshqasiga qaraganda ko'proq stress tushishini aniqladi.

Misol uchun, mis va rux plitalarini ulashda mis plastinka 1 potentsialga ega, rux plitasi esa 12 potentsialga ega. Keyingi ko'plab tajribalar Voltani uzluksiz elektr toki faqat yopiq zanjirda paydo bo'lishi mumkin degan xulosaga keldi. turli o'tkazgichlardan - metallar (u birinchi darajali o'tkazgichlar deb atagan) va suyuqliklar (u ikkinchi darajali o'tkazgichlar deb atagan).