牛津电铃的工作原理

 

说到电池，续航能力无疑是我们需要重点关注的指标。人类之所以发明电池，不仅是为了将电能储存起来，并且电池能够随时随地为用电设备提供电能，如果一块电池的续航能力很差，用不了多久就没电了，这将给使用者带来不便，相信对此，我们每个人都深有体会。那么，小伙伴们知道世界上最长寿的电池长啥样嘛？

 

今天我们要介绍的主角就是牛津电铃，这个堪称“劳模”的电铃就摆放在英国牛津大学克拉伦登实验室门厅的架子上，第一眼看上去，它就是一个普通的实验装置。但是神奇的是，这个被罩在双层玻璃中的电铃，竟然已经持响了180多年了，几乎很少有实验会持续这么长的时间。而科学家通过研究发现，这个电铃的电池还没有明显的枯竭现象。所以，接下来的百年内，如果没有外界刺激，这个电铃能继续运作下去。难道永动机就这样造出来了吗？这个电铃的工作原理又是怎样的呢？今天就跟随小编的脚步去一探究竟！

 

英国牛津大学克拉伦登实验室

解密“牛津电铃”

观察这个电铃的结构我们发现它的组成非常简单，最外面被双层玻璃罩密封着，有效的隔绝了外部的空气，在玻璃罩里面有两个被串联起来的干电堆，在两个电堆的下方各有一个用黄铜制成的铃铛。而在铃铛之间有一个大小为4毫米的金属球，这个金属球与两个铃铛之间有微小的缝隙。而这个电铃的声音，就是依靠金属球在铃铛之间来回摆动，以此敲打铃铛起到打铃的效果。我们很难想象它是如何做到持续这么多年来回摆动的。

 

有关牛津电铃的工作原理，科学家们也一头雾水，只能靠合理地推理猜测来得知。因为自从电铃放在牛津大学后，就一直没有打开过，所以隔绝空气可能是电池能够长久工作的原因之一。而猜测的正确与否只有将牛津电铃拆开才能得到验证，但是拆开便意味着电池寿命的终结，谁也不想打扰这位“劳模”辛勤地工作。

 

目前，科学家们认为比较合理的一种猜测是这样的。金属球能够来回摆动的能量依靠的就是两个干电堆来提供。简单来说就是当金属球碰到其中一个铃铛后，其上面就会携带正电荷。由于两者带上了同种电荷，于是根据同种电荷相斥的原理就会产生微弱的排斥力，使得它被撞击到另一个铃铛上。此时金属球身上携带的电荷变成了负电荷，于是它又被带有正电荷的铃铛所吸引。就这样循环往复，牛津电铃便形成了一个2赫兹的震荡周期。

 

 

而对于两个干电堆，科学家们猜测应该是赞博尼电堆，这是一种由朱塞佩·赞博尼在1812年发明的静电电池。它的主要部分就是银箔、锌箔等金属箔和圆盘形状的纸构成，这种纸的一面涂上了二氧化锰，另一面涂的是硫酸锌。将这些东西叠上几千层，再用带有端盖的玻璃管进行压缩，随后就可以将其浸入熔融硫中绝缘处理。尽管它能提供的电流只有纳安，但是由于其内阻很大，所以即便短路也不会将其烧毁。并且金属球在铃铛之间的运动，只会传递很小的电流，因此电池的耗电量就会很少，如此才能持续那么长的时间。

 

赞博尼电堆

当然，以上这些都仅仅是科学家们的猜测，最终谜底的解开还得等电铃没电被拆开的那天。小伙伴们是期待这一天早点来还是晚点来呢。

除了牛津电铃以外，在科学史上还有一项长达百年，看似毫无意义的实验。这个实验就是大家非常熟悉的沥青滴落实验，这个实验从1927年开始设置，到现在也已经快接近100年了。它的目的很简单，就是想证明平时我们看到的固体沥青块，其实是黏度非常大的流体。到目前为止沥青总共滴落过9次，最近的一次是在2014年。

 

所以眼见为实是不是也会出错呢？看似固体的沥青也会滴落，大家还能想到其他类似的吗？

　　

      审核编辑：彭静