制作與思考

有名科學(xué)家威廉· 湯 姆 生 （ 1824—1907） ，是物理上使用絕對溫標—開耳芬溫標的奠基人。 1859年他在對關(guān)于大氣電（ 雷電） 的研究中提出了一個假設(shè)，并得到驗證。 他的假設(shè)是兩個彼此絕緣的物體之間總存在著微小的電位差。 某些單獨存在的物體中帶有少量的電荷，這就意味著單獨存在的物體中的電子數(shù)目不同，電荷不同。 于是一個小水滴在一個相同電荷的電場內(nèi)形成，它就帶一種電荷。 當兩個帶有不同電荷的小水滴接近時就產(chǎn)生了放電現(xiàn)象。

因此，他在當年或**年研究成功了“滴水集電器”，這種科學(xué)裝置是所有科學(xué)儀器中*難令人相信卻又是*簡單的一種裝置，它很容易裝配起來，幾乎不用花什么錢，也不需要很高深的知識，它就靠一小滴一小滴的水，就能產(chǎn)生電壓帶亮一個氖燈。 這里我把它介紹給大家，希望能從中受到啟發(fā)。裝配該裝置的材料及方法：A 和 B 是兩個去了底和蓋的鐵制罐頭盒；C 和 D 是去了蓋的鐵制罐頭盒，用來盛水；一個大一點的蓄水槽或大罐頭盒，用來盛水；兩根橡皮管，用來把水從蓄水槽導(dǎo)出（ 醫(yī)用滴管也可以） ；兩個夾具（ 可用曬衣服等的彈簧夾，每個彈簧夾上帶一小木楔子） ，用來控制水流；幾塊石蠟，墊在罐頭盒 C 和 D 下面，用作絕緣材料；一支 GE—N51型氖燈（ 如用手電燈泡則不會亮，這與該裝置所產(chǎn)生的電流屬性有關(guān)，可進一步論證研究） ；兩根導(dǎo)線，并分別將其與罐頭盒 A 和 D 連接在一起，B 和 D 連接在一起，導(dǎo)線端頭連接氖燈的兩極。 此外，還需要一個木架或其它支撐材料。 把水流用夾具或醫(yī)用滴管控制到水滴在罐頭盒 A 和 B 內(nèi)形成，然后一滴一滴的滴進罐頭盒 C 和 D 內(nèi)時，就產(chǎn)生了電壓，點亮氖燈。

為 了 說 明 和理 解 該 裝 置 的 工作原理，我們還可以進一步假設(shè)：實驗 開 始 時 罐 頭 盒A 和 D 中有少量的負電荷存在，這就意味著其中的電子 數(shù) 目 比 B和 C 中的電子數(shù)目大。這個電位差可以由許多方式引起：附近衣物上的靜電、石蠟表面的電荷（ 也許石蠟本身存在著有利于電動勢的因素） 、輕輕

吹拂著一個罐頭盒的微風，或者是宇宙射線，以及我們還不知道的其它物理、化學(xué)因素等等。

如果罐頭盒 A 中的水滴是在一個排斥電子的電場內(nèi)形成的話，那么水滴帶有正電荷，盡管它是微弱的。罐頭盒 B 的水滴往下滴時，它將其正電荷通過導(dǎo)線傳到 C盒內(nèi)，從而罐頭盒 B 中形成的水滴帶更多的負電。

不久前獲得諾貝爾獎的村羅托等人發(fā)現(xiàn)了 C60的新的存在結(jié)構(gòu)及屬性，同時還發(fā)現(xiàn)了一個龐大的富勒烯家族等。 那么“滴水集電器”還能給我們一些什么嗎？我們的研究人員是否可以再一次研究一下這臺奇妙裝置的工作原理？如果上面的假設(shè)（ 該裝置用的是靜電原理） 成立的話，那么，150年后的今天，為什么卻一直沒有人利用能比水產(chǎn)生更多靜電的其他材料，制造出一種獲得電流的裝置呢？