لوئیجی گالوانی - محقق بیوالکتریکی

او در 9 سپتامبر 1737 در بولونیا (ایالات پاپ) به دنیا آمد و در 4 دسامبر 1798 با 61 سال زندگی در آنجا زندگی کرد و درگذشت. در شغل او پزشک، فیزیکدان و فیلسوف بود که در آن زمان بسیار رایج بود. نام لاتین او Aloysius Galvani است.

لوئیجی گالوانی اولین کسی بود که کاوش کرد بیوالکتریکی. در سال 1780، لوئیجی آزمایشاتی را بر روی بدن قورباغه های مرده انجام داد. او جریان الکتریکی را از ماهیچه های آنها عبور داد و پنجه های آنها منقبض شد و ماهیچه ها شروع به انقباض کردند. این اولین قدم برای مطالعه سیگنال های سیستم عصبی بود.

بیوگرافی کوتاه

لوئیجی گالوانی (1737-1798)

دومینیکو و چهارمین همسرش باربارا فوشی به دنیا آمد. والدین لوئیجی اشراف زاده نبودند، اما پول کافی برای آموزش یکی از فرزندان خود داشتند. لوئیجی گالوانی می خواست آموزش دینی کلیسا را ​​دریافت کند، در آن دوران تا حد زیادی معتبر بود، و او به مدت 15 سال در یک موسسه مذهبی، یعنی در کلیسای کوچک پادری فیلیپینی (Oratorio dei Padri Filippini) تحصیل کرد. او در آینده قصد داشت نذرهای مذهبی بگیرد، اما والدینش او را متقاعد کردند که این کار را نکند و ادامه تحصیل دهد. در حدود سال 1755، لوئیجی وارد دانشکده هنر در دانشگاه بولونیا شد. در آنجا، لوئیجی دوره پزشکی را گذراند که در آن آثار را مطالعه کرد بقراط, گالنو ابن سینا (ابن سینا). لوئیجی علاوه بر مطالعه آثار، به طبابت، از جمله جراحی نیز مشغول بود. این به او اجازه داد تا بیشتر مطالعه و تحقیق کند بیوالکتریکی.

در سال 1759، لوئیجی گالوانی مدرک پزشکی و فلسفه دریافت کرد که به او اجازه داد پس از دفاع از تز خود در دانشگاه سخنرانی کند و در 21 ژوئن 1761 از آن دفاع کرد. قبلاً در سال 1762 او به عنوان استاد افتخاری در آناتومی و جراحی تبدیل شد. در همان سال با لوسیا گالیاتزی دختر یکی از اساتید دانشگاه ازدواج کرد. لوئیجی برای زندگی در خانه پروفسور Galeazzi نقل مکان کرد و به او در تحقیقاتش کمک کرد. پس از مرگ پدرشوهرش در سال 1775، لوئیجی گالوانی به جای گالزی درگذشته معلم شد.

مسئولیت گالوانی به عنوان عضوی از آکادمی علوم از سال 1776 شامل تحقیقات منظم در زمینه آناتومی عملی انسان بود. او ملزم به انتشار حداقل یک مطالعه در سال بود.

آزمایش با قورباغه

پس از چندین سال، لوئیجی گالوانی به کاربردهای پزشکی برق علاقه نشان داد. این حوزه تحقیقاتی از اواسط قرن 18 و پس از کشف اثرات الکتریسیته بر بدن انسان پدیدار شد.

نمودار آزمایش لوئیجی گالوانی با بدن قورباغه، در اواخر دهه 1780

افسانه ای وجود دارد که بر اساس آن آغاز آزمایش با بیوالکتریکیبر اساس حادثه ای بود که به شرح زیر رخ داد.

لوئیجی یک قورباغه مرده را روی میز گذاشت تا پوستش را برای تولید الکتریسیته ساکن آزمایش کند. قبلاً آزمایشاتی با الکتریسیته ساکن روی میز انجام شده بود و معلوم شد که دستیار او (دستیار) یک اسکالپل فلزی را با بار الکتریکی به عصب سیاتیک قورباغه در معرض دید لمس کرده است. حتماً قصد داشت آن را تشریح کند. اما بعد اتفاقی غیر منتظره افتاد. دستیار جرقه هایی را دید و پای قورباغه مرده طوری جمع شد که انگار زنده است.

این مشاهده اولین قدم برای شروع تحقیق بود بیوالکتریکی. ارتباطی بین فعالیت عصبی و الکتریسیته، بین حیات بیولوژیکی و سیگنال های الکتریکی کشف شده است. مشخص شد که فعالیت عضلات با کمک الکتریسیته و با کمک جریان الکترولیت ها انجام می شود. قبل از این، عموماً در علم پذیرفته شده بود که فعالیت عضلات از طریق ماده خاصی به نام عناصر هوا و آب انجام می شود.

گالوانی این اصطلاح را معرفی کرد - برق حیوانی(الکتریسیته حیوانی) برای توصیف نیرویی که ماهیچه ها را فعال می کند. این پدیده بعدها نامیده شد گالوانیزم (گالوانیزم) اما پس از گالوانی به پیشنهاد معاصرانش.

در حال حاضر، مطالعه اثرات گالوانیکی زیست شناسی در زمینه ای مانند الکتروفیزیولوژی انجام می شود. نام گالوانیزمبیشتر در زمینه تاریخی استفاده می شود تا در زمینه علمی.

گالوانی در مقابل ولتا

استاد فیزیک تجربی الساندرو ولتادر دانشگاه پاویا، او اولین دانشمندی بود که در صحت آزمایش های گالوانی تردید کرد و به تحقیقات خود ادامه داد.

هدف او این بود که مشخص کند آیا علت انقباض عضلانی واقعاً وجود دارد یا خیر بیوالکتریکی، یا در نتیجه تماس فلز رخ می دهد. فهمیده شد که سلول های زنده نمی توانند الکتریسیته تولید کنند، به این معنی که برق حیوانی وجود ندارد.

الساندرو ولتافرضیه من را آزمایش کردم و متوجه شدم که در واقع سلول های زنده قادر به تولید برق هستند، به این معنی که بیوالکتریکیوجود دارد، سلول های زنده منابع جریان هستند. فرضیه ولتا مبنی بر انقباض ماهیچه ها تنها در نتیجه الکتریسیته خارجی، هنگامی که یک جسم فلزی را با بار ساکن لمس می کنند، توسط او رد شد. تحقیقات بیشتر الساندرو ولتااو را به ایجاد یک باتری گالوانیکی سوق داد که از پدیده های الکتروشیمیایی مشابه آنچه در سلول های زنده رخ می دهد استفاده می کند.

در نتیجه تحقیقات، ولتا کشف کرد که هر سلول دارای پتانسیل سلولی خاص خود است که بیوالکتریکیدارای پایه های شیمیایی مشابه سلول های الکتروشیمیایی است که اختلاف پتانسیل تولید می کند. الساندرو ولتابه همکارش احترام گذاشت و این اصطلاح را معرفی کرد گالوانیزمبرای برجسته کردن شایستگی لوئیجی گالوانی در این کشف بیوالکتریکی. با این حال، ولتا به مقداری برق خاص در فرم اعتراض کرد مایع الکتریکی حیوانی، و حق با او بود. پاداش آن ایجاد منابع جریان شیمیایی - سلول های گالوانیکی بود. الساندرو ولتابرای اولین بار باتری های شیمیایی متشکل از سلول های گالوانیکی را ساخت. چنین باتری هایی نامیده می شد قطب ولت، منبعی با مقدار EMF بیش از 100 ولت از عناصر بسیاری مونتاژ شد که امکان مطالعه بیشتر پدیده های الکتریسیته را فراهم کرد.

آثار لوئیجی گالوانی

کار اصلی لوئیجی گالوانی بیوالکتریکی De Viribus Electricitatis در Motu Musculari Commentarius (فرمت PDF)، ترجمه شده به روسی رساله در مورد نیروهای الکتریسیته در حین حرکت عضلانی (فرمت djvu). شما می توانید این آثار را برای مطالعه عمیق دانلود کنید و افق دید خود را گسترش دهید.

ولتا و گالوانی

در سال 1801، یک رویداد چشمگیر در پاریس رخ داد که بارها توسط مورخان علم توصیف شده است: در حضور ناپلئون بناپارت، اثر الساندرو ولتا "یک اندام الکتریکی مصنوعی تقلید از اندام الکتریکی طبیعی مارماهی یا مارماهی" با نمایشی از ارائه شد. مدلی از این اندام ناپلئون سخاوتمندانه به نویسنده جایزه داد: مدال به افتخار دانشمند زده شد و جایزه 80000 ECU تعیین شد. و یک روز ناپلئون با دیدن تاج گلی با کتیبه "به ولتر بزرگ" در کتابخانه آکادمی فرانسه، آخرین حروف را پاک کرد به طوری که معلوم شد: "به ولتا بزرگ" ... همه انجمن های علمی برجسته آن زمان، از جمله آکادمی علوم سن پترزبورگ، ابراز تمایل کرد که ولتا را در ردیف خود ببیند و بهترین دانشگاه های اروپا آماده بودند تا دپارتمان های خود را به او ارائه دهند.

اختراع ولتا، که او با متواضعانه پیشنهاد کرد آن را "ارگان الکتریکی مصنوعی" نامید، و معاصران به اتفاق آرا آن را "ستون ولتایی" نامیدند، نمونه اولیه همه باتری‌ها و باتری‌های مدرن است. دانشمند فرانسوی آراگو، دانشمند فرانسوی معاصر ولتا، «ستون ولتی» را «شگفت‌انگیزترین وسیله‌ای می‌دانست که تاکنون توسط مردم اختراع شده است، بدون در نظر گرفتن تلسکوپ و موتور بخار».

مسیری که ولتا را به خلق اختراع خود رساند، با آزمایش‌های معروف لوئیجی گالوانی آغاز می‌شود که امکان متفاوتی برای تولید الکتریسیته نسبت به برق‌رسانی از طریق اصطکاک کشف کرد. چرا اول یا حداقل در کنار ولتا از او تجلیل نشد؟ دلیلش این نیست که گالوانی قبلاً در آن زمان مرده بود - اگر او زنده بود، به احتمال زیاد جایزه ناپلئونی به ولتا می رسید. و این در مورد ناپلئون نیست - در سالهای بعد او تنها کسی نبود که ولتا را بالا برد. و دلایلی برای آن وجود داشت. داستان طولانی و جالبی است. به طور خلاصه بگوییم.

گالوانی به دلیل آزمایشات خود در مطالعه انقباض عضلانی به شهرت رسید. در سال 1771 او پدیده انقباض عضلات قورباغه تشریح شده را تحت تأثیر جریان الکتریکی کشف کرد، همانطور که در فصل اول بحث کردیم. و در توضیحی که در کتاب سی فلاماریون داده شده است، اینطور اتفاق افتاد: «البته همه، آبگوشت قورباغه معروفی را که در سال 1791 برای خانم گالوانی تهیه شده بود، به یاد دارند. گالوانی با دختر زیبای استاد سابق خود، لوسیا گالئوزی ازدواج کرد و او را بسیار دوست داشت. او در اثر مصرف بیمار شد و در بولونیا در حال مرگ بود. دکتر برای او یک آبگوشت مغذی تهیه شده از قورباغه تجویز کرد، غذا بسیار خوشمزه است، لازم به ذکر است. گالوانی مطمئناً می خواست خودش آن را بپزد. او که در بالکن خود نشسته بود، چندین قورباغه را تمیز کرد و با استفاده از قلاب‌های مسی که در آزمایش‌های خود استفاده می‌کرد، اندام تحتانی آنها را جدا از بدن، روی توری آهنی بالکن آویزان کرد. ناگهان با تعجب متوجه شد که پاهای قورباغه‌ها هر بار که تصادفاً آهن بالکن را لمس می‌کنند، به شدت می‌لرزند. گالوانی که در آن زمان استاد فیزیک دانشگاه بولونیا بود، با بینش نادری متوجه این پدیده شد و به زودی تمام شرایط را برای بازتولید آن کشف کرد.

اگر پاهای عقب را با پوست برداشته بگیرید، می توانید اعصاب جمجمه را ببینید. پس از پیچیدن اعصاب در معرض پنجه ها در قلع و قرار دادن خود پنجه ها روی یک نوار مسی، باید صفحه قلع را با صفحه مسی در تماس باشید. در نتیجه، ماهیچه‌های پا منقبض می‌شوند و صفحه‌ای که روی آن قرار می‌گیرند با نیروی قابل‌توجهی واژگون می‌شود.» اما ما قبلاً می دانیم چه کسی به احتمال زیاد متوجه انقباض پاهای قورباغه شده است. با این حال، در هر صورت، باید توجه داشت که مشاهدات فیزیکدان بولونی با خنده همراه بود و تنها چند دانشمند جدی به آن توجه لازم داشتند. دانشمند بیچاره خیلی ناراحت شد. او در سال 1792 نوشت: «دو فرقه کاملاً متفاوت به من حمله می‌کنند: دانش‌آموزان و نادانان. هر دو به من می خندند و به من می گویند استاد رقص قورباغه. در همین حال، من متقاعد شده‌ام که یکی از نیروهای طبیعت را کشف کرده‌ام».

با این حال، منشاء جریان هنوز یک راز باقی مانده است. جریان در کجا ظاهر می شود - فقط در بافت های بدن قورباغه، فقط در فلزات غیر مشابه، یا در ترکیبی از فلزات و بافت ها؟ متأسفانه گالوانی به این نتیجه رسید که منشاء جریان منحصراً از بافت های بدن قورباغه است. در نتیجه، برای معاصران او مفهوم "الکتریسیته حیوانی" بسیار واقعی تر از الکتریسیته با منشاء دیگر به نظر می رسید. او با خطوط گسترده تصویری از روش‌های احتمالی الکتروپزشکی و مهم‌تر از همه، نقش الکتریسیته در عملکرد موجودات زنده را ترسیم می‌کند. او نتایج مشاهدات و نظریه "الکتریسیته حیوانی" را در سال 1791 در کار خود "رساله در مورد نیروهای الکتریسیته در حرکت عضلانی" (De Viribus Electricatitis in Motu Musculari Commentarius) تشریح کرد.

کشف گالوانی حس و حال ایجاد کرد. ظهور رساله علاقه زیادی را در کشورهای مختلف برانگیخت. چاپ دوم آن سال آینده منتشر خواهد شد. گالوانی برای مدت کوتاهی معروف می شود. موجی از آزمایش ها در سراسر اروپا به وجود آمد که ارتباط مستقیمی بین آزمایشگاه های بیولوژیکی، قصابی ها، گیوتین ها و گورستان ها برقرار کرد. ولتا با یک الکترود در دست، زبان گوسفندی بریده را به حرکت درآورد و ملخ های بی سر آواز می خوانند. زانتی دو ساعت به تماشای انقباض هر تکه مار که به سه قسمت تقسیم شده بود پرداخت. آنها فکر کردند اگر جریان الکتریکی را از لاشه انسان عبور دهید چه اتفاقی می افتد؟ جووانی آلدینی برادرزاده گالوانی به سفری به اروپا رفت و در طی آن یک منظره بیمارگونه به مردم تقدیم کرد. قابل توجه ترین تظاهرات او در 17 ژانویه 1803 رخ داد، زمانی که او قطب های یک باتری 120 ولتی را به جسد قاتل اعدام شده جورج فورستر متصل کرد. وقتی آلدینی سیم ها را روی دهان و گوش گذاشت، ماهیچه های صورت شروع به منقبض شدن کردند و گریم درد ظاهر شد. چشم چپ باز شد، انگار می خواست به شکنجه اش نگاه کند. نمایش به طور رسمی با آلدینی به پایان رسید که یک سیم را به گوش خود وصل کرد و سیم دیگر را وارد راست روده خود کرد. جسد شروع به رقصیدن زننده کرد. روزنامه لندن تایمز نوشت: برای بخش ناآگاه مردم ممکن است به نظر برسد که مرد بدبخت در شرف زنده شدن است.

افراد بی شماری با استفاده از روش گالوانی شروع به انجام آزمایش کردند. در یکی از دایره‌المعارف‌های قدیمی در این مورد چنین نوشته‌اند: «هزاران سال، قبیله‌ای از قورباغه‌های خونسرد، همانطور که طبیعت ترسیم کرده بود، بی‌خیال راه خود را در زندگی باز کردند، آزادانه رشد کردند و از نعمت‌های زمینی بهره‌مند شدند و تنها یک دشمن را می‌شناختند. آقای لک لک، و شاید آسیب خوردن از طرف خوش خوراکی هایی که برای خود به شکل یک جفت پای قورباغه از انبوه گونه های مختلف قربانی می خواستند. اما در پایان قرن پیش از گذشته، قرن بدبختی برای قورباغه ها آغاز شد. سرنوشت بدی بر آنها حاکم شده است و بعید است که قورباغه ها هرگز از آن رهایی یابند. شکار، اسیر، شکنجه، پوست سر، کشتن، سر بریدن، اما مرگ به بدبختی آنها پایان نداد. قورباغه یک وسیله فیزیکی شد و خود را در اختیار علم قرار داد. سرش را می‌برند، پوستش را می‌درند، ماهیچه‌هایش را صاف می‌کنند و کمرش را با سیم سوراخ می‌کنند، اما او هنوز جرأت نمی‌کند به محل استراحت ابدی خود برود. با اطاعت از دستورات فیزیکدانان یا فیزیولوژیست ها، اعصاب او تحریک می شود و ماهیچه هایش منقبض می شوند تا آخرین قطره "آب زنده" خشک شود.

کاملاً طبیعی است که فیزیولوژیست گالوانی در مورد وجود "الکتریسیته حیوانی" به این نتیجه رسید. کل وضعیت تجربی به این سمت سوق داد. او متقاعد شده بود که علت انقباضات عضلانی را که برای همه دانشمندان علوم طبیعی تا کنون "در تاریکی عمیق مدفون شده بود" کشف کرده است. مقدر نبود که گالوانی بفهمد که چرا پاهای قورباغه های مرده تکان می خورد. این کار توسط هموطن گالوانی انجام شد که یکی از اولین کسانی بود که در تعقیب و گریز به راه افتاد. الساندرو ولتا بود. او هشت سال از گالوانی کوچکتر بود، اما دومی در رساله‌اش او را مشهورترین و ساخته‌شده‌ترین ساز بنا به توصیه‌های منتشر شده ولتا می‌خواند. ولتا از خانواده ای برجسته تر از گالوانی آمد، تحصیلات عالی دریافت کرد، شخصاً با بسیاری از فیزیکدانان محترم در اروپا آشنا بود، با انجمن سلطنتی انگلیس مکاتبه کرد و با پذیرفته شدن در ردیف آن، به وضوح می خواست در آن قابل توجه باشد. برخلاف گالوانی، او به راحتی با دولت جدید طرفدار ناپلئون ایتالیا ارتباط برقرار کرد که در سال های آخر عمر گالوانی را از صندلی کنار زد.

ولتا با آثار گالوانی آشنا شد و این اولین واکنش او به این رساله است: «اما باید اعتراف کنم که اولین آزمایش ها را با بی اعتمادی و بدون امید زیادی به موفقیت آغاز کردم: پدیده های توصیف شده برای من بسیار شگفت انگیز به نظر می رسیدند که حتی اگر مخالفتی نداشتند، از همه چیزهایی که تاکنون در مورد برق شناخته شده بود بسیار برتر بودند، برای من بسیار شگفت انگیز به نظر می رسیدند. به خاطر این بی اعتمادی و تعصب لجوجانه ام که از آن شرم نمی کنم، از نویسنده کشف طلب آمرزش می کنم و اینک وظیفه بزرگ خود می دانم که پس از دیدن و لمس خود به همان اندازه به او احترام بگذارم. چیزی را که قبل از لمس کردن و دیدنش باور کردنش خیلی سخت بود دست بده. با این حال، پس از اینکه خود شاهد عینی و خالق این همه معجزات شدم، در نهایت تغییر دین دادم و از بی اعتمادی، شاید به تعصب حرکت کردم.» در این زمان (1792) ولتا قبلاً یک فیزیکدان مشهور، استاد دانشگاه پاویا و عضو انجمن سلطنتی لندن بود. در این زمان، او یک الکتروسکوپ حساس جدید، یک خازن الکتریکی و تعدادی ابزار دیگر اختراع کرده بود. او همچنین آزمایشاتی را با یک قورباغه تشریح شده انجام داد و همان اثرات گالوانی را مشاهده کرد.

این آزمایش‌ها به طور کامل نتایج گالوانی را تأیید کردند، اما ولتا تصمیم گرفت تا معیاری را در این زمینه جدید علم معرفی کند، یعنی یک مطالعه کمی در مورد «الکتریسیته حیوانی» انجام دهد، تا بزرگی آن و مقدار بار مورد نیاز برای ایجاد آن را اندازه‌گیری کند. انقباض عضلانی با الکترومتر او می‌نویسد: «اگر پدیده‌ها را به درجه‌ها و اندازه‌ها تقلیل ندهید، به‌ویژه در فیزیک، هرگز نمی‌توانید کار ارزشمندی انجام دهید». ولتا به دقت آزمایش‌ها را تجزیه و تحلیل می‌کند و به این نتیجه می‌رسد که جریان الکتریکی در آزمایش‌های گالوانی مستقیماً باعث انقباض عضلانی نمی‌شود، بلکه فقط باعث تحریک عصب می‌شود که سپس به روشی نامعلوم روی عضله تأثیر می‌گذارد. و علاوه بر این، بر اساس بسیاری از آزمایش‌ها، ولتا به این نتیجه می‌رسد که صفحات ساخته شده از دو فلز مختلف رسانای ساده نیستند، بلکه "محرک‌های واقعی و موتورهای سیال الکتریکی" هستند.

اولین آزمایش های ولتا بسیار ساده است. دو سکه از فلزات مختلف گرفت و یکی را روی زبان و دیگری را زیر آن گذاشت. هنگام اتصال آنها با سیم، طعم ترش احساس می شد - مانند هنگام "چشیدن بر روی زبان" سیم ها از منابع برق شناخته شده در آن زمان. اگر گالوانی معتقد بود که بافت‌های قورباغه که با لمس آن‌ها با فلزات غیرمشابه آن‌ها را جدا می‌کند، منبع الکتریسیته هستند، پس ولتا متقاعد می‌شد که این بافت‌ها نشانگر برق ناشی از تماس فلزات غیرمشابه هستند. به این ترتیب تفاوت پتانسیل تماس کشف شد.

ولتا ثابت کرد که جریانی است که هنگام برخورد دو فلز مختلف ایجاد می شود که باعث انقباض ماهیچه های پاهای قورباغه می شود. با این کار، او فرض گالوانی مبنی بر تولید برق در عضلات را رد کرد. او برای اثبات نظر خود، دو کاسه را با آب نمک پر کرد و آنها را با قوس های فلزی به هم وصل کرد. یک سر این قوس ها مس و سر دیگر روی بود. آنها طوری نصب شده بودند که هر کاسه حاوی یک الکترود از هر نوع باشد. این طرح اولین باتری بود که از طریق تعامل شیمیایی دو فلز در محلول، الکتریسیته تولید کرد. در سال 1800، او آن را بهبود بخشید و "قطب ولتایی" معروف خود را ایجاد کرد که اولین منبع جریان مستقیم بود. شامل 20 جفت دایره ساخته شده از دو فلز مختلف بود که با تکه های چرم یا پارچه آغشته به محلول نمکی پوشیده شده بودند.

حال می‌توان به این سوال پاسخ داد که چرا در ابتدا یا حداقل در کنار ولتا، گالوانی مورد افتخار قرار نگرفت؟ دلیلش این نیست که گالوانی قبلاً در آن زمان مرده بود. گالوانی نه به عنوان یک فیزیکدان، بلکه به عنوان یک فیزیولوژیست به این واقعیت نزدیک شد، او به توانایی یک داروی مرده برای تجلی خود به عنوان یک ماده زنده علاقه مند بود (مثل داستان مایر و ژول، در زیر)، و او این پدیده را مطالعه کرد. با بیشترین دقت، تغییر پارامترهای مختلف. گالوانی این پدیده را با وجود "الکتریسیته حیوانی" توضیح داد که به لطف آن ماهیچه ها مانند شیشه لیدن شارژ می شوند. مقدر نبود که گالوانی بفهمد که چرا پاهای قورباغه های مرده تکان می خورد. فقط الساندرو ولتا بزرگ متوجه شد که اتصال هادی های فلزی مختلف (گالوانی یک سیم مسی به بالکن آهنی بسته بود) خود باعث ایجاد بارهای الکتریکی در انتهای آنها می شود. اگر انتها را از طریق بدن قورباغه ببندید، جریان الکتریکی ایجاد می شود، که کوتاه مدت نیست، مانند "آزمایش های وحشتناک" Otto von Guericke، اما طولانی مدت. این واقعیت که دو فلز غیرمشابه می توانند منبع الکتریسیته باشند، انقلابی تکان دهنده در مفاهیم فیزیکی برای ولتا و سایر فیزیکدانان بود.

دعوای گالوانی و ولتا و نیز پیروان آنها، اختلافی بر سر الکتریسیته «حیوانی» و «فلزی» است. سپس تمام جهان به دو اردوگاه تقسیم شد. برخی از گالوانی و برخی دیگر از ولتا حمایت کردند. و امروز دشوار است که بگوییم این اختلاف چگونه به پایان می رسد، زیرا هر دو دانشمند به روش خود حق داشتند. امروزه می دانیم که الکتریسیته در واقع در ماهیچه های حیوانات رخ می دهد. در عین حال، الکتریسیته را می توان بدون مشارکت حیوانات، تنها از فلزات غیر مشابه که در نتیجه تماس شارژ می شوند، تولید کرد. بله، گالوانی در دیدگاه خود در مورد الکتریسیته «حیوانی» اشتباه می کرد، اما ولتا اشتباهات او را تصحیح کرد. و با این حال گالوانی بنیانگذار دکترین الکتریسیته است؛ آزمایشات او پایه و اساس یک جهت علمی جدید - الکتروفیزیولوژی را گذاشت. آزمایش‌های گالوانی در آغاز یک سفر طولانی تحقیق در مورد جریان‌های الکتریکی در بدن انسان قرار دارد. اگر مثلاً ماهیچه ای منقبض شود، ولتاژ الکتریکی به تدریج در آن پدید می آید و کم رنگ می شود، هرچند بسیار ضعیف و گریزان است. با این حال، پزشکان و مهندسان موفق شدند دستگاهی بسازند که به لطف تفاوت در این ولتاژ الکتریکی، تعیین می کند که آیا قلب سالم است یا نقص هایی در آن وجود دارد. این دستگاه "الکتروکاردیوگراف" نامیده می شود.

در تاریخ علم نام گالوانی و ولتا در کنار هم قرار دارند. اما آنها در دعوای معروف برق حیوانات رفیق نیستند، بلکه مخالف هستند. گالوانی، با وجود تعدادی اکتشافات فیزیکی برجسته، به عنوان یک فیزیکدان شناخته نشد و او به سختی آرزوی این را داشت. ولتا را یک فیزیکدان می دانند که آزمایش های گالوانی را تکرار می کند و تفسیر متفاوتی از آنها می دهد. پیروزی "ستون ولتی" پیروزی بی قید و شرط ولتا را بر گالوانی تضمین کرد. ولتا با کنار گذاشتن حیات - این پیچیده ترین پدیده طبیعی - از علم الکتریسیته، و به اعمال فیزیولوژیکی فقط نقش غیرفعال یک معرف، توسعه سریع و پربار این علم را تضمین کرد. اما نکته خنده دار اینجاست: وقتی صحبت از مناطق غیر فیزیکی می شود، اصطلاحات مرتبط با نام Galvani کاملا قابل قبول هستند: galvanotherapy، حمام galvanic، galvanotaxis. اگر به فیزیک مربوط می شود، پس برای هر عبارت گالوانیکی یک اصطلاح ضدگالوانیکی وجود دارد: نه یک گالوانومتر، بلکه یک آمپرمتر. نه جریان گالوانیکی، بلکه جریان رسانایی؛ یک سلول گالوانیکی نیست، بلکه یک منبع جریان شیمیایی است.

دکترای علوم فیزیک و ریاضی V. OLSHANSKY

پیروزی مرموز

ولتا اختراع خود را به ناپلئون نشان می دهد - ستون ولتاییک.

لوئیجی گالوانی (1737-1798).

لوسیا گالیاتزی، همسر گالوانی.

گالوانی در آزمایشات خود از دستگاه الکتروفور مشابه این دستگاه استفاده کرد.

گالوانی، همسرش و یک دستیار آزمایشی را در آزمایشگاه خانگی خود انجام می دهند. A. Muzzi، 1862.

قورباغه ای برای آزمایش با دستگاه الکتروفور و شیشه لیدن آماده شد. برگرفته از رساله گالوانی.

طرح آزمایشی برای مطالعه الکتریسیته اتمسفر. آشکارساز پای قورباغه ای است که عصب آن به صاعقه گیر و عضله از طریق هادی به آب چاه متصل می شود. برگرفته از رساله گالوانی.

الساندرو ولتا (1745-1827).

یک ستون ولتایی متشکل از دیسک های فلزی که توسط دایره هایی از پارچه مرطوب جدا شده اند.

در سال 1801، یک رویداد قابل توجه در پاریس رخ داد که بارها توسط مورخان علم توصیف شده است: در حضور ناپلئون بناپارت، ارائه اثر "یک اندام الکتریکی مصنوعی تقلید از اندام الکتریکی طبیعی مارماهی یا مارماهی" ارائه شد. نمایش مدلی از این اندام ناپلئون سخاوتمندانه به نویسنده جایزه داد: مدال به افتخار دانشمند زده شد و جایزه 80000 ECU تعیین شد. تمامی مجامع علمی برجسته آن زمان، از جمله آکادمی علوم سن پترزبورگ، ابراز تمایل کردند که او را در ردیف خود ببینند و بهترین دانشگاه های اروپا آماده بودند تا دپارتمان های خود را برای او فراهم کنند. او بعداً عنوان کنت را دریافت کرد و به عضویت مجلس سنای پادشاهی ایتالیا منصوب شد. نام این مرد امروزه به خوبی شناخته شده است و نسخه های مختلفی از اندام های الکتریکی مصنوعی که از اندام های طبیعی تقلید می کنند در میلیاردها مقدار تولید می شوند. ما در مورد الساندرو ولتا و اختراع او صحبت می کنیم - ستون Voltaic، نمونه اولیه تمام باتری ها و باتری های مدرن. ستون Voltaic چه ربطی به اندام های الکتریکی ماهی دارد - در این مورد بعداً بیشتر می شود، اما فعلاً به این واقعیت توجه کنیم که تظاهرات با شکوه و در مقابل جمعیت زیادی از مردم انجام شد.

ستون ولتایی ظاهراً ولتاژ 40-50 ولت و جریانی کمتر از یک آمپر تولید می کند. ولتا دقیقاً چه چیزی را باید نشان می داد تا تخیل همه را جلب کند؟ تصور کنید که این ولتا نیست، بلکه شما هستید که با جعبه ای پر از بهترین باتری ها روبروی ناپلئون ایستاده اید و می خواهید چیزی فوق العاده را با آنها به نمایش بگذارید. لامپ ها، موتورها، پخش کننده ها و غیره هنوز حتی یک ایده هم نیستند. به طور کلی، ولتا می تواند باتری های خود را در کجا قرار دهد؟

دستگاه الکتروفوریک از مدت ها قبل تا آن زمان شناخته شده بود؛ شیشه لیدن بیش از 50 سال قبل از آن اختراع شده بود. هر چیزی که با جرقه، ترقه، توپ های برقی درخشان و پرش همزمان گروه بزرگی از مردم از شوک الکتریکی مرتبط است، بیش از یک بار نشان داده شده است و حتی بخش کوچکی از چنین افتخارات و جوایزی را ایجاد نکرده است. چرا پیروزی به سهم ستون ولتائیک افتاد؟

ظاهرا راز موفقیت این بود که ولتا قبل از ناپلئون آزمایش های احیای اعضای جدا شده را با کمک مقدار کمی الکتریسیته تکرار کرد. این دانشمند در سال 1792 نوشت: "من آنها را نه تنها روی قورباغه ها، بلکه روی مارماهی ها و ماهی های دیگر، روی مارمولک ها، سمندرها، مارها و مهمتر از همه، روی حیوانات خونگرم کوچک، یعنی موش ها و پرندگان انجام دادم." آغاز تحقیقاتی که در نهایت منجر به یک اختراع بزرگ شد. قسمت‌های بریده شده مختلف حیوانات مختلف را تصور کنید که کاملاً بی‌حرکت دراز کشیده‌اند، همان‌طور که شایسته اندام‌های بریده‌شده‌ای است که نیروی حیات از آن‌ها جاری شده است. کوچکترین لمس ستون ولتایی - و گوشت زنده می شود، می لرزد، منقبض می شود و می لرزد. آیا آزمایش های شگفت انگیز تری در تاریخ علم وجود داشته است؟

اما همه می دانند که ایده این آزمایش ها متعلق به ولتا نبود، بلکه متعلق به لوئیجی گالوانی بود. چرا اول یا حداقل در کنار ولتا از او تجلیل نشد؟ دلیلش این نیست که گالوانی قبلاً در آن زمان مرده بود - اگر او زنده بود، به احتمال زیاد جایزه ناپلئونی به ولتا می رسید. و این در مورد ناپلئون نیست - در سالهای بعد او تنها کسی نبود که ولتا را بالا برد و گالوانی را تحقیر کرد. و دلایلی برای آن وجود داشت.

سرسخت "استخر قورباغه"

از کتاب های درسی فیزیک، تقریباً موارد زیر در مورد لوئیجی (یا به شکل لاتینی شده آلویسیوس) گالوانی شناخته شده است: پزشک، آناتومیست و فیزیولوژیست ایتالیایی اواخر قرن 18. او به طور تصادفی با پدیده ای به نام "آزمایش گالوانی" برخورد کرد و نتوانست آن را به درستی توضیح دهد، زیرا او از یک فرضیه نادرست در مورد وجود نوعی الکتریسیته حیوانی استفاده کرد. اما فیزیکدان الساندرو ولتا توانست این پدیده را درک کند و بر اساس آن وسیله مفیدی بسازد.

به نظر می رسد که تصویر واضح است: یک آناتومیست قورباغه ها را برش می دهد (یک آناتومیست چه کار دیگری می تواند انجام دهد؟) به طور تصادفی به این واقعیت برخورد کرد که یک پا تحت تأثیر جریان حرکت می کند و چیزی نمی فهمید - او فیزیکدان نیست. چگونه می تواند اصل چیزها را درک کند. ولتا، فیزیکدان، همه چیز را با دقت تکرار کرد، همه چیز را به درستی توضیح داد و حتی با تمرین آن را تأیید کرد. و این واقعیت که آناتومیست و دکتر، یا از سر لجبازی یا بی فکری، به اصرار خود ادامه دادند، کاملاً او را ضعیف توصیف می کند.

مشخص نیست چرا بشریت آنقدر از این دکتر حمایت می کند که نام او را به جریان های رسانا و یک رشته کامل فیزیک و دستگاهی برای اندازه گیری جریان و مهمترین فرآیند فن آوری رسوب الکتروشیمیایی پوشش های فلزی اختصاص داده است. و حتی منابع فعلی اختراع شده توسط ولتا. هیچ یک از مشهورترین فیزیکدانان - نه نیوتن، نه دکارت، نه لایب نیتس، نه هویگنس، و نه عزیز فیزیک کلاسیک، جیمز کلرک ماکسول - با این همه اصطلاح مرتبط نیست.

اما نکته خنده دار اینجاست: وقتی صحبت از زمینه های غیر فیزیکی می شود، اصطلاحات مرتبط با نام Galvani کاملا قابل احترام و پایدار هستند: گالوانیکی درمانی، حمام گالوانیکی، galvanotaxis. اگر به فیزیک مربوط می شود، پس برای هر عبارت گالوانیکی یک اصطلاح ضدگالوانیکی وجود دارد: نه یک گالوانومتر، بلکه یک آمپرمتر. نه جریان گالوانیکی، بلکه جریان رسانایی؛ یک سلول گالوانیکی نیست، بلکه یک منبع جریان شیمیایی است. هرچه یک کتاب درسی فیزیک متعارف‌تر باشد، احتمال کمتری وجود دارد که در آن نه تنها به شایستگی‌های علمی گالوانی اشاره شود، بلکه اصطلاحات گالوانیکی نیز در آن وجود داشته باشد. مقامات رسمی امپراتوری سر آیزاک نیوتن یا به قول گوته «مردان صنفی» به وضوح شهروندی لوئیجی گالوانی را رد می کنند، اما شخصی نام او را مدام بر دیوارهای معبد علم می نویسد و وجود او را یادآوری می کند.

تا پایان قرن هجدهم، فیزیکدانانی که پدیده های الکتریکی را مطالعه می کردند، تنها منابع الکتریسیته ساکن را در اختیار داشتند - قطعات کهربا، توپ های گوگرد ذوب شده، ماشین های الکتروفور، کوزه های لیدن. بسیاری از دانشمندان با فیزیکدان و پزشک انگلیسی ویلیام گیلبرت (1544-1603) با آنها آزمایش کردند. با داشتن چنین منابعی در اختیار ما، کشف قانون کولمب (1785) ممکن بود، اما حتی کشف قانون اهم (1826) غیرممکن بود، به غیر از قوانین فارادی (1833). زیرا بار استاتیکی انباشته شده اندک بود و نمی توانست جریانی حداقل چند ثانیه ای ایجاد کند.

وضعیت پس از کار پروفسور پزشکی در دانشگاه بولونیا، لوئیجی گالوانی (1737-1798) تغییر کرد که همانطور که او معتقد بود "الکتریسیته حیوانی" را کشف کرد. رساله معروف او «درباره نیروهای الکتریسیته در حرکت عضلانی» نام داشت. برخی از آزمایشات گالوانی منجر به دریافت اولین امواج رادیویی در جهان شد. ژنراتور جرقه های یک دستگاه الکتروفور، آنتن گیرنده چاقوی جراحی در دستان گالوانی و گیرنده پای قورباغه بود. دستیار گالوانی آزمایش هایی را با یک ماشین الکتریکی در فاصله ای از قورباغه تشریح شده انجام داد. در همان زمان، لوسیا همسر گالوانی متوجه شد که پاهای قورباغه درست در لحظه ای که جرقه ای در دستگاه می پرد منقبض می شود، به طوری که نقش شانس و مشاهده هم قابل مشاهده است.

فیزیکدان ایتالیایی الساندرو جوزپه آنتونیو آناستازیو ولتا (1745-1827) به آزمایشات گالوانی علاقه مند شد. او قبلاً دانشمند مشهوری بود: در سال 1775 یک الکتروفور رزینی طراحی کرد، یعنی مواد الکتریک را کشف کرد، در سال 1781 - یک الکتروسکوپ حساس، و کمی بعد - یک خازن، یک الکترومتر و ابزارهای دیگر. در سال 1776 او رسانایی الکتریکی شعله را نیز کشف کرد و در سال 1778 برای اولین بار متان خالص را از گازی که در باتلاق ها جمع آوری می کرد به دست آورد و توانایی احتراق آن را از جرقه الکتریکی نشان داد. ولتا در ابتدا از طرفداران سرسخت نظریه گالوانی در مورد «الکتریسیته حیوانی» بود. اما تکرار آزمایش‌های خود او ولتا را متقاعد کرد که آزمایش‌های گالوانی باید به روشی کاملاً متفاوت توضیح داده شود: پای قورباغه منبع نیست، بلکه فقط یک گیرنده برق است. منبع آن فلزات مختلفی است که با یکدیگر تماس دارند. ولتا نوشت: "فلزات نه تنها رسانای عالی هستند، بلکه موتورهای الکتریسیته نیز هستند."

این بیانیه کلیدی بود که امکان ایجاد سلول‌های گالوانیکی، باتری‌ها و انباشته‌هایی را فراهم کرد که از هر طرف و در طول زندگی ما را احاطه کرده‌اند. اصل عملکرد آنها در کتاب درسی مدرسه و با جزئیات بسیار بیشتر از آنچه برای بحث بیشتر لازم است توضیح داده شده است. ماهیت ساده است: در یک محیط رسانا (الکترولیت) دو هادی مختلف (الکترود) وجود دارد که با آن به گونه ای واکنش می دهند که با بارهای مخالف باردار می شوند. اگر این الکترودها (آند و کاتد) را با یک هادی خارجی (بار) وصل کنید، جریان شروع به عبور از آن می کند.

ولتا با اعتراض به گالوانی، ابتدا از شر قورباغه خلاص شد و آن را با زبان خود جایگزین کرد. مثلاً یک سکه طلا یا نقره بر زبان خود گذاشت و یک سکه مسی زیر زبان. به محض اینکه دو سکه با یک تکه سیم به هم وصل شدند، فوراً طعمی ترش در دهان احساس شد که برای هرکسی که تماس باتری چراغ قوه را روی زبان چشیده باشد آشناست. سپس ولتا "الکتریسیته حیوانی" را به طور کامل از آزمایشات حذف کرد و فقط از ابزار در آزمایشات خود استفاده کرد.

یک قدم تا اختراع اولین منبع دائمی جریان الکتریکی در سال 1800 باقی مانده بود. این اتفاق زمانی رخ داد که ولتا جفت صفحات روی و مس را به صورت سری به هم متصل کرد که توسط جداکننده های مقوا یا چرم جدا شده بودند که در محلول قلیایی یا آب نمک خیس شده بودند. این طرح به نام مخترع "ستون ولتایی" نامیده شد. طرح سنگین بود، مایع از واشرها فشرده شده بود، بنابراین ولتا آن را با فنجان هایی با محلول اسید جایگزین کرد، که در آن نوارها یا دایره های روی و مس (یا نقره) فرو می رفتند. فنجان ها به صورت سری به هم وصل شده بودند و ولتا برای نزدیک نگه داشتن پایانه های باتری، عناصر تکی خود را در یک دایره قرار داد. این طرح به دلیل شکل آن «تاج ولتی» نامیده شد.

پس از کشف خود، ولتا علاقه خود را به آن از دست داد و از کار علمی کناره گرفت و دانشمندان دیگر را به توسعه دکترین الکتریسیته رها کرد. اما سهم الساندرو ولتا در مطالعه الکتریسیته آنقدر قابل توجه است که واحد ولتاژ به نام او نامگذاری شده است. و وقتی ناپلئون در کتابخانه آکادمی علوم تصویری از یک تاج گل با کتیبه "به ولتر بزرگ" را دید ، چندین حرف را پاک کرد ، بنابراین معلوم شد: "به ولتا بزرگ". ستون ولتایی و تغییرات آن دانشمندان بسیاری را قادر به انجام آزمایشات با منبع جریان مستقیم طولانی مدت کرده است. با این کشف بود که عصر برق آغاز شد. احتمالاً مشتاقانه‌ترین بررسی درباره کشف ولتا توسط زندگی‌نامه‌نویس او، فیزیک‌دان فرانسوی، دومینیک فرانسوا آراگو (1786-1853) به جا مانده است: «ستونی متشکل از دایره‌هایی از مس، روی و پارچه مرطوب. از چنین ترکیبی به طور پیشینی چه انتظاری باید داشت؟ اما این مجموعه، عجیب و ظاهراً غیرفعال، این ستون از فلزات غیرمشابه که با مقدار کمی مایع جدا شده است، پرتابه‌ای شگفت‌انگیزتر از آن است که بشر هرگز اختراع نکرده است، حتی تلسکوپ و موتور بخار را هم در نظر نگرفته است.»

“باتری های بزرگ”

ولتا با ارسال نامه ای در مارس 1800 به جوزف بنکس (1743-1820)، رئیس انجمن سلطنتی لندن، مرکز علمی برجسته آن زمان، بسیار عاقلانه عمل کرد. ولتا در نامه طرح های مختلف منابع الکتریسیته خود را که به یاد گالوانی آن را گالوانیکی نامید، شرح داد. بنکس یک گیاه شناس بود، بنابراین نامه را به همکارانش - فیزیکدان و شیمیدان ویلیام نیکلسون (1753-1815) و پزشک و شیمیدان، رئیس کالج سلطنتی جراحان آنتونی کارلایل (1768-1842) نشان داد. و قبلاً در آوریل ، طبق توضیحات ولتا ، آنها یک باتری از 17 و سپس از 36 دایره روی متصل به سری و سکه نیم تاج ساختند که سپس از نقره درجه 925 ساخته شده بودند. بین آنها پدهای مقوایی آغشته به آب نمک قرار داده شد.

در طی آزمایشات، نیکلسون انتشار حباب های گاز را در نزدیکی تماس روی و هادی مس کشف کرد. او تشخیص داد که این هیدروژن است - و با بوی آن، زیرا هیدروژنی که از حل کردن روی در اسیدها یا قلیاها به دست می آید اغلب دارای بو است. روی معمولا حاوی ترکیبی از آرسنیک است که به آرسین کاهش می یابد و محصولات تجزیه آن بوی سیر می دهند. در سپتامبر 1800، فیزیکدان آلمانی یوهان ریتر (1776-1810) گاز آزاد شده در جریان الکترولیز آب را از یک الکترود باتری دیگر جمع آوری کرد و نشان داد که اکسیژن است. در همان سال، شیمیدان انگلیسی ویلیام کرویکشانک (1745-1800) صفحات روی و مس را در یک جعبه بلند افقی قرار داد - در حالی که جایگزینی الکترودهای روی مصرف شده (نیمه حل شده و پوشیده شده با محصولات واکنش) آسان بود. در صورت عدم استفاده، الکترولیت از جعبه تخلیه می شد تا روی هدر نرود. Cruickshank از محلول کلرید آمونیوم به عنوان الکترولیت و سپس اسید رقیق استفاده کرد. فارادی مخلوطی از محلول‌های ضعیف (2-1%) اسیدهای سولفوریک و نیتریک را توصیه کرد. با این الکترولیت، روی به آرامی حل می شود و حباب های کوچک هیدروژن آزاد می شود. هیدروژن روی آند مسی نیز منتشر شد و EMF یک سلول باتری تنها 0.5 ولت بود.

تکامل هیدروژن روی روی با قطبش این الکترود همراه است که باعث افزایش مقاومت داخلی و کاهش پتانسیل عنصر می شود. برای جلوگیری از این پدیده، فیزیکدان و مهندس برق بریتانیایی ویلیام استورجن (1783-1850)، خالق اولین آهنربای الکتریکی، صفحات روی را با هم ترکیب کرد. در سال 1840، پزشک انگلیسی آلفرد اسمی (1818-1877) الکترود مسی را با یک الکترود نقره ای که با یک لایه ناهموار پلاتین پوشانده شده بود، جایگزین کرد. این باعث تسریع آزاد شدن حباب های هیدروژن از محلول و افزایش emf شد. چنین باتری هایی به طور گسترده در فناوری آبکاری استفاده می شد. بدین ترتیب مجسمه هایی در کلیسای جامع سنت ایزاک در سن پترزبورگ با استفاده از روش آبکاری الکتریکی ساخته شد. روش تولید کپی های الکترولیتی در فلز توسط آکادمیک سن پترزبورگ موریتز هرمان (بوریس سمنوویچ) جاکوبی در سال 1838 درست در حین ساخت کلیسای جامع توسعه یافت. اطلاعات بیشتر در مورد این تکنیک را می توانید در وب سایت "کتابخانه با کتاب های مجسمه سازی" بخوانید.

یکی از بهترین باتری های زمان خود توسط پزشک و شیمیدان مشهور انگلیسی ویلیام هاید ولاستون (Wallaston, 1766-1828) مونتاژ شد که به دلیل کشف پالادیوم و رودیوم و همچنین فناوری ساخت بهترین رشته های فلزی معروف بود. در سازهای حساس استفاده می شود. در هر سلول، یک الکترود روی از سه طرف توسط یک الکترود مسی با شکاف کوچکی احاطه شده بود که از طریق آن حباب های هیدروژن در هوا آزاد می شد.

فیزیکدان مشهور انگلیسی هامفری دیوی (1778-1829) برای اولین بار آزمایشاتی را با باتری ای که خود ولتا به او داده بود انجام داد. سپس شروع به تولید انواع قدرتمندتر با طراحی خود کرد - از صفحات مس و روی که توسط محلول آبی آمونیاک جدا شده بودند. اولین باتری او شامل 60 عنصر از این قبیل بود، اما چند سال بعد او یک باتری بسیار بزرگ را که قبلاً از هزار عنصر تشکیل شده بود، مونتاژ کرد. او با کمک این باتری ها برای اولین بار توانست فلزاتی مانند لیتیوم، سدیم، پتاسیم، کلسیم و باریم و به صورت آمالگام - منیزیم و استرانسیوم به دست آورد.

یکی از بزرگترین باتری ها در سال 1802 توسط فیزیکدان و مهندس برق واسیلی ولادیمیرویچ پتروف (1761-1834) ساخته شد. "باتری عظیم" او شامل 4200 صفحه مسی و رویی "یک و نیم اینچی" در جعبه های چوبی باریک قرار داشت. کل باتری از چهار ردیف تشکیل شده بود که هر ردیف حدوداً 3 متر طول داشتند که به صورت سری با براکت های مسی به هم متصل شدند. از نظر تئوری، چنین باتری می تواند ولتاژی تا 2500 ولت تولید کند، اما در واقعیت حدود 1700 ولت می دهد. این باتری غول پیکر به پتروف اجازه داد تا آزمایش های زیادی انجام دهد: او مواد مختلفی را با جریان تجزیه کرد و در سال 1803 یک قوس الکتریکی برای اولین بار در جهان با کمک آن می توان فلزات را ذوب کرد و اتاق های بزرگ را به روشنی روشن کرد. با این حال، نگهداری از این باتری بسیار کار فشرده بود. در طی آزمایشات، صفحات اکسید شده و باید مرتباً تمیز می شدند. علاوه بر این، یک کارگر می تواند 40 بشقاب را در یک ساعت تمیز کند. با 8 ساعت کار در روز، این کارگر به تنهایی حداقل دو هفته را صرف آماده سازی باتری برای آزمایش های بعدی می کرد.

احتمالاً غیرمعمول ترین سلول ولتایی توسط شیمیدان آلمانی فردریش ویلر (1800-1882) ساخته شده است. در سال 1827، با حرارت دادن کلرید آلومینیوم با پتاسیم، آلومینیوم فلزی - به شکل پودر را به دست آورد. 18 سال طول کشید تا آلومینیوم را به شکل شمش بدست آورد. در عنصر Wöhler، هر دو الکترود از آلومینیوم ساخته شده بودند! علاوه بر این، یکی در اسید نیتریک و دیگری در محلول هیدروکسید سدیم غوطه ور شد. رگ های دارای محلول توسط یک پل نمکی به هم متصل شدند.

دانیل، لکلانچ و دیگران

اساس سلول های گالوانیکی مدرن در سال 1836 توسط جان فردریک دانیل (1790-1845)، فیزیکدان، شیمیدان و هواشناس انگلیسی (او همچنین رطوبت سنج - رطوبت سنج) را اختراع کرد. دانیل موفق شد بر قطبش الکترودها غلبه کند. در اولین عنصر او، قطعه ای از مری گاو نر پر از اسید سولفوریک رقیق با میله روی در وسط آن در ظرف مسی حاوی محلولی از سولفات مس قرار داده شد. فارادی پیشنهاد کرد روی با کاغذ بسته بندی جدا شود که منافذ آن می تواند به یون های الکترولیت اجازه عبور دهد. اما دانیال شروع به استفاده از یک ظرف سفالی متخلخل به عنوان دیافراگم کرد. توجه داشته باشید که در سال 1829، آنتوان سزار بکرل (1788-1878)، پدربزرگ مشهورتر آنتوان هانری بکرل، که رادیواکتیویته را کشف کرد و آن را با کوری ها در سال 1903 به اشتراک گذاشت، با الکترودهای مس و روی غوطه ور در محلول های نیترات مس و روی آزمایش کرد. سولفات، به ترتیب، در سال 1829. جایزه نوبل در فیزیک. عنصر دانیل برای مدت طولانی ولتاژ پایدار 1.1 ولت تولید کرد.برای این اختراع، دانیل بالاترین جایزه انجمن سلطنتی - مدال طلای کوپلی را دریافت کرد. در طول 180 سال گذشته، تغییرات زیادی در این عنصر ظاهر شده است. در همان زمان، توسعه دهندگان آنها راه های مختلفی را برای خلاص شدن از شر رگ متخلخل امتحان کردند.

با ظهور خطوط تلگراف، نیاز به منابع جریان راحت‌تر و ارزان‌تر، بدون پارتیشن‌های متخلخل، با یک الکترولیت واحد و با عمر طولانی‌تر ایجاد شد. در سال 1872، عنصر دانیل با عنصر معمولی جوزیا لاتیمر کلارک (1822-1898) جایگزین شد: الکترود مثبت - جیوه، منفی - 10٪ آمالگام روی، emf 1.43 V. و در سال 1892 با عنصر جیوه-کادمیم ادوارد جایگزین شد. وستون (1850-1936) با ولتاژ 1.35 ولت. اصلاح آن، به نام عنصر معمولی وستون، هنوز به عنوان یک استاندارد ولتاژ استفاده می شود - در بارهای کم، ولتاژ بسیار پایداری در محدوده 1.01850-1.01870 V می دهد، که با آن شناخته می شود. دقت تا کاراکتر پنجم

یک نسخه از عنصر دانیل که سپتوم متخلخلی نداشت، در سال 1859 توسط فیزیکدان و مخترع آلمانی هاینریش مایدینگر (1831-1905) توسعه یافت. در پایین ظرف یک الکترود مس و کریستال های سولفات مس وجود دارد (آنها از قیف می آیند)، الکترود روی در بالا ثابت شده است. یک محلول اشباع شده سنگین از سولفات مس در قسمت پایینی باقی می ماند: انتشار یون های مس به الکترود روی با تخلیه این یون ها در حین کار عنصر خنثی می شود و مرز بین محلول ها بسیار واضح است. از این رو نام منابع این نوع - عنصر گرانشی است. عنصر Meidinger می تواند به طور مداوم برای چندین ماه بدون نگهداری یا اضافه کردن معرف کار کند. این عنصر به طور گسترده در آلمان از سال 1859 تا 1916 به عنوان منبع تغذیه برای شبکه تلگراف راه آهن مورد استفاده قرار گرفت. منابع مشابهی در فرانسه و ایالات متحده آمریکا وجود داشت - تحت نام عناصر Callot و Lockwood. عنصری که در سال 1839 توسط فیزیکدان و شیمیدان انگلیسی ویلیام رابرت گرو (1811-1896) پیشنهاد شد، ویژگی های خوبی داشت. الکترودهای موجود در آن روی و پلاتین بودند که توسط یک پارتیشن متخلخل از هم جدا شده و به ترتیب در محلول های اسیدهای سولفوریک و نیتریک غوطه ور شدند.

رابرت ویلهلم بونسن (1811-1899) که به دلیل اکتشافات و اختراعات خود (تحلیل طیفی، مشعل و غیره) شهرت داشت، الکترود گران قیمت پلاتین را با کربن فشرده جایگزین کرد. الکترودهای کربن در باتری های مدرن نیز وجود دارند، اما در بونسن آنها در اسید نیتریک غوطه ور شدند که نقش یک دپلاریز کننده را ایفا می کند (اکنون آنها دی اکسید منگنز هستند). عناصر Bunsen برای مدت طولانی به طور گسترده در آزمایشگاه ها مورد استفاده قرار گرفته اند. آنها می توانستند، هر چند برای مدت کوتاهی، جریان زیادی را فراهم کنند. برای مثال، عناصر بونسن توسط چارلز مارتین هال جوان (1863-1914) که روش الکترولیتی تولید آلومینیوم را کشف کرد، استفاده شد. بسیاری از این سلول ها برای تشکیل یک باتری متصل شدند. در همان زمان، تقریباً 16 گرم روی برای 1 گرم آلومینیوم جدا شده مورد نیاز بود! شیمیدان و مخترع فرانسوی Edme Hippolyte Marie-Davy (1820-1893) اسید نیتریک را در عنصر Bunsen با خمیری از جیوه (I) سولفات و اسید سولفوریک جایگزین کرد. الکترولیت محلولی از سولفات روی بود. در سال 1859، مقایسه ای از باتری 38 عددی از این سلول ها (emf از هر 1.4 ولت) با باتری 60 سلولی دانیل انجام شد. اولی 23 هفته کار کرد، دومی فقط 11. با این حال، هزینه بالا و سمیت نمک های جیوه مانع از استفاده گسترده از چنین عناصری شد.

فیزیکدان آلمانی یوهان کریستین پوگندورف (1796-1877) از محلول دی کرومات پتاسیم در اسید سولفوریک به عنوان دپلاریز کننده در عنصر خود استفاده کرد. پوگندورف به عنوان ناشر این مجله شناخته می شود Annalen der Physik und Chemie- او 36 سال در این سمت بود. عنصر Poggendorff بالاترین EMF (2.1 V) و برای مدت کوتاهی - جریان بالا را تولید کرد. یک مزیت مهم، توانایی حذف الکترود روی از محلول به منظور تمیز کردن یا تعویض آن بود.

وارن د لا رو (1815-1889)، که برای اولین بار از ماه و خورشید عکس گرفت، در سال 1868 باتری بزرگی از 14 هزار سلول را جمع آوری کرد. الکترودهای موجود در آنها نقره با کلرید نقره و روی آمیخته شده بودند و الکترولیت محلولی از کلرید سدیم، کلرید روی یا هیدروکسید پتاسیم بود. سلول های کلرید روی-نقره هنوز هم امروزه استفاده می شوند. آنها به صورت خشک ذخیره می شوند و با پر کردن با آب تازه یا دریا فعال می شوند و پس از آن عنصر می تواند تا 10 ماه کار کند. چنین عناصری می توانند توسط قربانیان حادثه آب استفاده شوند. سلول‌های ارزان‌تر اما کم‌قدرت‌تر از الکترود Cu/CuCl استفاده می‌کنند.

یکی از مشهورترین منابع شیمیایی فعلی عنصر منگنز روی است که در سال 1868 توسط شیمیدان فرانسوی ژرژ لکلانش (1839-1882) توضیح داده شد و چندین سال قبل توسط وی توسعه یافت. در این سلول، الکترود کربن توسط یک دپلاریزه کننده دی اکسید منگنز احاطه شده است که برای هدایت الکتریکی بهتر با پودر کربن مخلوط شده است. برای جلوگیری از خرد شدن مخلوط هنگام ریختن الکترولیت (محلول کلرید آمونیوم)، آن را همراه با آند در یک ظرف متخلخل قرار دادند. عنصر Leclanche برای مدت طولانی خدمت کرد، نیازی به تعمیر و نگهداری نداشت و می توانست جریان بسیار زیادی تولید کند. در تلاش برای راحت تر کردن آن، Leclanche تصمیم گرفت الکترولیت را با یک خمیر غلیظ کند. این همه چیز را به شیوه ای انقلابی تغییر داد: عناصر لکلانشت دیگر از واژگونی تصادفی نمی ترسیدند، آنها می توانستند در هر موقعیتی مورد استفاده قرار گیرند. اختراع Leclanche بلافاصله با موفقیت تجاری روبرو شد و خود مخترع با رها کردن حرفه اصلی خود ، کارخانه ای را برای تولید عناصر افتتاح کرد. سلول های منگنز-روی Leclanchet ارزان بودند و در مقادیر زیادی تولید می شدند. با این حال، نامیدن آنها "خشک" کاملاً صحیح نیست: الکترولیت موجود در آنها "نیمه مایع" بود، اما در سلول های خشک واقعی باید جامد باشد. Leclanche در سن 43 سالگی، قبل از اختراع چنین عناصری درگذشت.

از سال 1802 تا 1812، چندین باتری خشک ساخته شد که معروف ترین آنها به اصطلاح زامبونیف یا ستون زامبونیف است (به «شیمی و زندگی» شماره 6، 2007 مراجعه کنید). فیزیکدان و کشیش ایتالیایی جوزپه زامبونی (1776-1846) در سال 1812 ستونی از چند صد دایره کاغذی را جمع آوری کرد که در یک طرف آن لایه نازکی از روی و در طرف دیگر مخلوطی از دی اکسید منگنز و صمغ گیاهی وجود داشت. الکترولیت رطوبت موجود در کاغذ بود. چنین قطبی یک ولتاژ بالا تولید می کند، اما فقط یک جریان بسیار کم. این ستون زامبونی است که تقریباً به مدت دو قرن به فنجان‌ها اجازه می‌دهد در زنگ، واقع در آزمایشگاه کلارندون در آکسفورد، صدا بزنند. با این حال، چنین باتری برای اهداف عملی مناسب نیست.

اولین سلول گالوانیکی خشک که می توانست در عمل مورد استفاده قرار گیرد در سال 1886 توسط مهندس آلمانی کارل گسنر (1855-1942) به ثبت رسید. واکنش های شیمیایی رخ داده در آن مانند طرح های قبلی بود: Zn + 2MnO 2 + 2NH 4 Cl → 2MnO(OH) + Cl 2. در این مورد، الکترود روی به طور همزمان به عنوان یک ظرف بیرونی عمل می کند. الکترولیت مخلوطی از آرد و گچ بود؛ محلولی از آمونیوم و کلرید روی روی آن جذب شد (گچ بعداً با نشاسته جایگزین شد). افزودن کلرید روی به الکترولیت به طور قابل توجهی خوردگی الکترود روی را کاهش داد و عمر مفید سلول را افزایش داد. الکترود مثبت یک میله کربنی بود که توسط توده ای از دی اکسید منگنز و دوده در یک کیسه کاغذی احاطه شده بود. عنصر در بالا با قیر مهر و موم شد. ظرفیت عناصر با اندازه آنها جبران شد. عنصر نمک گسنر به طور کلی تا به امروز باقی مانده است و در مقادیری بالغ بر میلیاردها قطعه در سال تولید می شود. اما در قرن بیستم، آنها با عناصر قلیایی رقابت می‌کردند که گاهی به اشتباه «قلیایی» نامیده می‌شوند، بدون اینکه زحمت نگاه کردن به فرهنگ لغت هنگام ترجمه از انگلیسی را داشته باشند.

در پایان، یادآور می شویم که باتری های گالوانیکی با یک طرح یا طرح دیگر، منابع اصلی برق تا زمان اختراع دینام بودند.

نیروی محرکه برقی. - "عناصر".

به طور کلی پذیرفته شده است که اکتشافات گالوانی، که عصری را در توسعه دکترین الکتریسیته ایجاد کرد، ثمره شانس بود. این نظر احتمالاً بر اساس کلمات آغازین رساله گالوانی است: «قورباغه را بریدم و تشریح کردم... و با در نظر گرفتن چیزی کاملاً متفاوت، آن را روی میزی گذاشتم که روی آن یک ماشین الکتریکی بود... یکی از من. دستیاران، با نوک چاقوی جراحی، تصادفاً به آرامی اعصاب فمور داخلی این قورباغه را لمس کردند... دیگری متوجه شد... این امکان وجود دارد که جرقه ای از هادی ماشین خارج شود... متعجب از پدیده جدید فوراً توجه من را به آن جلب کرد، اگرچه من در حال برنامه ریزی چیز دیگری بودم و در افکارم غرق شده بودم.»

با این حال، تصادف کشف بسیار ناچیز بود؛ همان گالوانی یا شخص دیگری قطعاً به کشف پدیده می رسید. تصادفی نبود که گالوانی یک ماشین الکتریکی داشت، همانطور که تصادفی نبود که نوعی آزمایش با یک دارو را تصور کرد. شکی نیست که ایده‌های ماتریالیست‌های فرانسوی در مورد مادی بودن فرآیندهای ذهنی، اندیشه‌های علمی را وادار کرد تا اول از همه، ماهیت فیزیکی حس و موفقیت‌هایی را که فیزیولوژیست‌ها، میکروسکوپ‌شناسان و شیمی‌دانان در درک فرآیندهای مهم زندگی مانند خون به دست آورده‌اند، آشکار کند. گردش خون، هضم و تنفس چنین جستجوهایی را تحریک می کرد. مطالعه پدیده های الکتریکی که قبلاً رعد و برق و رعد و برق را از ارتفاعات به زمین آورده بود، مطالبی را برای نتیجه گیری در مورد نقش مهم الکتریسیته در زیست شناسی فراهم کرد. انقباض ماهیچه ها در حین تخلیه الکتریکی ("شوک الکتریکی") این ایده را مطرح کرد که در رفتار مارماهی های الکتریکی، مارماهی ها و گربه ماهی ها نیز با شوک الکتریکی روبرو هستیم. و در واقع، آزمایش‌های جان والش و لاروشل ماهیت الکتریکی برخورد ماهی گز را ثابت کرد و گونتر آناتومیست توصیف دقیقی از اندام الکتریکی این حیوان ارائه کرد. تحقیقات والش و گانتر در فیل منتشر شد. ترانس." در سال 1773. کشف تصادفی فیلسوف سولزر در سال 1752 که لمس نوک زبان دو فلز غیرمشابه باعث ایجاد حس ترش مزه عجیبی می شود توسط او شرح داده شد، زیرا نویسنده علاقه علمی به این کشف را در عصر مطالعه احساس می کرد. عمل محرک های فیزیکی در میان این محرک‌های فیزیکی، الکتریسیته حرف اول را می‌زد و طب عملی امید زیادی به روش‌های درمانی الکتریکی داشت.

میزان علاقه به روش های درمانی الکتریکی را می توان به عنوان مثال، از نامه مارات به روم دو سن لوران مورخ 9 نوامبر 1783، که در آن از تحقیقات فیزیکی خود و نگرش آکادمی نسبت به آن گزارش می دهد، قضاوت کرد. از نامه و اسناد ضمیمه شده به آن، به هر حال، مشخص است که دکتر و فیزیکدان مارات، "دوست مردم" مشهور آینده، با موفقیت از روش های فیزیکی درمان استفاده کرده و روش جالبی را برای تحقیقات تجربی در مورد طبیعت آتش، نور و برق. آزمایش‌های مارات توجه بسیاری را به خود جلب کرد، از جمله افرادی مانند فرانکلین. مارات در این نامه به خصوص در مورد موضوع الکتروپزشکی از قصد خود برای «درگیر شدن با برق در زمینه پزشکی، علمی که بسیار مورد علاقه جامعه است» صحبت می کند. مارات با انتقاد از اثر برنده جوایز ابه برتلون، که «برق شدن را به عنوان یک درمان جهانی برای همه بیماری‌ها ارائه می‌کند»، از کار خود گزارش می‌دهد که جایزه‌ای از آکادمی روئن دریافت کرد و موضوع مسابقه را پیشنهاد کرد: «برای تعیین درجه و درجه شرایطی که تحت آن می توان برای درمان بیماری ها روی برق حساب کرد.» همانطور که می بینیم، علاقه به الکتروپزشکی در عصر گالوانی قابل توجه بود.

نامه مرات که در آن فرهنگستان را به بی توجهی به شایستگی های علمی خود متهم می کند، از جهاتی جالب توجه است. به گفته او، تکنیک مشاهده ای که توسط مارات در یک اتاق تاریک ایجاد شد، دیدن ماده آتش و الکتریسیته و مشاهده پراش در لبه های منشور را ممکن کرد. این ایده‌های مارات بازتاب بی‌تردید شیفتگی او به «مایعات» مختلف از جمله مایعات روانی است. آکادمی که امکان تأیید آزمایشات مارات را پیدا نکرد، مجبور شد یک کمیسیون معتبر برای تأیید آزمایشات شارلاتان بدنام مسمر تشکیل دهد. مسمر که در سال 1771 وارد پاریس شد، هوشمندانه از تئوری های علمی مد روز در مورد سیالات آتشین، الکتریکی، مغناطیسی و سایر سیالات استفاده کرد و ادعا کرد که نوع جدیدی از عامل ظریف - "مغناطیس حیوانی" را کشف کرده است. مسمر گفت: "مغناطیس حیوانی می تواند بدون کمک اجسام میانی انباشته، متمرکز و منتقل شود." مثل نور منعکس می شود...» ناگفته نماند که "مغناطیس حیوانی داروی جهانی و ناجی نژاد بشر است." مسمر موفقیت بزرگی بود، طرفدارانش مبالغ هنگفتی برای او جمع آوری کردند، مخالفان مسحور را تحت تعقیب قرار دادند تا اینکه به برتوله حمله کردند. پادشاه برای فاش کردن راز به او 20 هزار فرانک مستمری مادام العمر پیشنهاد کرد.

پس از خروج او از فرانسه، یک کمیسیون دولتی متشکل از چهار پزشک و دانشگاهیان - لرو، بوری، لاووازیه و بیلی تشکیل شد. بیلی در اوت 1784 گزارشی را به کمیسیون ارائه کرد. این گزارش باعث اعتراض و اعتراض مسعوران شد، زیرا کمیسیون پس از بررسی دقیق حقایق به این نتیجه رسید که مأمور دائمی وجود ندارد و مواردی از استخراج وی وجود دارد. خلسه های عصبی منشأ خود را در تخیل دارند. به طور کلی، گزارش کمیسیون از غیرممکن بودن مغناطیس حیوانی صحبت نمی کند؛ چنین فرضیه ای با دیدگاه های علمی آن زمان مغایرت نداشت، اما در حقایقی که تأیید کرد تأثیر ثابتی پیدا نکرد و بنابراین عدم وجود عامل فیزیکی در این حقایق.

بنابراین، تا زمانی که گالوانی آزمایش های خود را آغاز کرد (1786)، تلاش ها برای تفسیر فیزیکی پدیده های ذهنی و فیزیولوژیکی کم نبود. طب عملی نتایج خود را از موفقیت‌های علوم طبیعی و از دیدگاه‌های علمی آن دوران می‌گرفت؛ زمینه برای ظهور دکترین الکتریسیته حیوانی کاملاً فراهم شد.

جای تعجب نیست که پروفسور آناتومی و پزشکی دانشگاه بولونیا، لوئیجی گالوانی (متولد 19 سپتامبر 1737، درگذشته 4 دسامبر 1798) به طور غیرعادی از مشاهدات انجام شده توسط همکارانش شگفت زده شد، که با شرح آن شروع می شود. رساله معروف "درباره نیروهای الکتریسیته" با حرکت عضلات." همانطور که ولتا بعداً به درستی اشاره کرد، در حقیقت لرزیدن پای یک قورباغه جدا شده در حین تخلیه الکتریکی، هیچ چیز جدیدی از نظر فیزیکی وجود نداشت: این پدیده القای الکتریکی است، یعنی پدیده ی اما گالوانی به عنوان یک فیزیکدان به این واقعیت نزدیک نشد و به عنوان یک فیزیولوژیست به توانایی یک داروی مرده برای نشان دادن انقباضات حیاتی تحت تأثیر الکتریسیته علاقه مند بود.

او این توانایی را با بیشترین حوصله و مهارت بررسی کرد و محل آن را در آماده سازی، شرایط تحریک پذیری، عملکرد اشکال مختلف الکتریسیته و به ویژه الکتریسیته جوی مطالعه کرد. آزمایشات کلاسیک گالوانی او را به پدر الکتروفیزیولوژی تبدیل کرد که در زمان ما نمی توان اهمیت آن را بیش از حد ارزیابی کرد. اما گالوانی در حین بررسی تأثیر جو بر دارو به کشف قابل توجهی رسید. در انتظار بیهوده برای انقباضات عضلانی در هوای صاف، او، "خسته... از انتظار بیهوده... شروع به فشار دادن قلاب های مسی چسبیده به نخاع بر روی توری آهنی کرد"... او ادامه می دهد: "هر چند من" "اغلب انقباضات مشاهده می شود، هیچ کدام با تغییر در وضعیت جو و الکتریسیته مطابقت نداشت... وقتی حیوان را به اتاقی دربسته منتقل کردم، آن را روی یک صفحه آهنی گذاشتم و شروع به فشار دادن قلابی که از طناب نخاعی عبور کرده بود را به آن فشار دادم. همان انقباضات و همان حرکات ظاهر شد.» از اینجا گالوانی با انجام یک سری آزمایشات به وجود منبع جدید و نوع جدیدی از برق می رسد. او با آزمایش هایی در ساخت مدار بسته اجسام هادی و فلزات و آماده سازی قورباغه به این نتیجه می رسد. آزمایش زیر به ویژه مؤثر است: "اگر قورباغه ای آویزان را با انگشتان خود با یک پا نگه دارید به طوری که قلابی که از طناب نخاع می گذرد به صفحه نقره ای برخورد کند و پای دیگر بتواند آزادانه همان صفحه را لمس کند، به محض این که پا صفحات نشان داده شده را لمس می کند، ماهیچه ها بلافاصله شروع به انقباض می کنند. در همان زمان، پا بالا می رود و بالا می رود و سپس با افتادن دوباره روی صفحه، در همان زمان با دومی تماس پیدا می کند، دوباره به همان دلیل بالا می رود و بنابراین به طور متناوب به بالا و پایین رفتن ادامه می دهد، به طوری که به نظر می رسد که این پا برای تحسین و شادی قابل توجه کسانی که او را تماشا می کنند شروع به رقابت با نوعی آونگ برقی می کند.

در چنین شکل پیچیده ای، منبع جدیدی از الکتریسیته کشف شد که باعث ایجاد تخلیه طولانی مدت در یک مدار بسته رسانا شد. به طور طبیعی، فیزیولوژیست گالوانی نمی توانست این ایده را بپذیرد که علت این پدیده در تماس فلزات غیرمشابه است و پیشنهاد کرد که عضله نوعی باتری از شیشه های لیدن است که به طور مداوم توسط عمل مغز که منتقل می شود برانگیخته می شود. از طریق اعصاب

تئوری الکتریسیته حیوانی مبنایی برای الکتروپزشکی عملی فراهم کرد و کشف گالوانی حسی را ایجاد کرد. از جمله طرفداران غیور نظریه جدید، ولتا معروف بود که بلافاصله آزمایش و مطالعه کمی کامل این پدیده را آغاز کرد. او این تحقیق را کاملاً مجهز به فناوری مدرن الکترومتری انجام داد. ولتا در اولین مقالات خود («درباره الکتریسیته حیوانی»، نامه به دکتر بارونیو مورخ 3 آوریل 1792، و دو مقاله «درباره الکتریسیته حیوانات» که در «ژورنال فیزیکی-پزشکی» برونولی منتشر شد، دیدگاه گالوانی را دارد. با این حال، در اینجا یک انحراف آینده از این نظریه مشخص شده است؛ جنبه های فیزیکی اثر به منصه ظهور رسیده است. اول از همه، ولتا ثابت می‌کند که قورباغه‌ای که به‌درستی تشریح شده باشد، به اصطلاح نشان‌دهنده یک الکترومتر حیوانی است که به طور غیرقابل مقایسه‌ای حساس‌تر از هر الکترومتر حساس دیگری است.

سپس ولتا اهمیت تماس فلزی غیر مشابه را مشخص می کند. چنین تمایزی بین فلزات کاملاً ضروری است. اگر هر دو صفحه از یک فلز ساخته شده باشند، پس نتیجه می شود که آنها حداقل در روش کاربرد آنها متفاوت هستند...» (یعنی در وضعیت سطح تماس). ولتا همچنین نشان می‌دهد که جریان مایع الکتریکی در اثر تماس فلزات غیرمشابه ایجاد می‌شود و می‌تواند نه تنها انقباضات عضلانی، بلکه سایر تحریکات عصبی را نیز ایجاد کند. به ویژه، ولتا آزمایش سولزر را تکرار می‌کند (هنوز نمی‌داند که این آزمایش قبلاً انجام شده است) و توجه را جلب می‌کند که «این مزه همچنان احساس می‌شود و حتی در تمام مدت تشدید می‌شود در حالی که این دو فلز، قلع و نقره، به هم چسبیده‌اند. یکی به نوک زبان، دیگری به قسمت های دیگر دومی و در حالی که با یکدیگر در تماس هستند، قوس رسانا را تشکیل می دهند. این ثابت می کند که انتقال سیال الکتریکی از یک مکان به مکان دیگر به طور مداوم و بدون وقفه اتفاق می افتد. در نهایت، ولتا قطبیت اثر را تعیین می کند: تغییر صفحات در مکان ها باعث تغییر طعم از ترش به قلیایی می شود. در پرتو این حقایق، تئوری لیدن عضلانی ولتا غیرقابل دفاع به نظر می رسد.

در مقالات بعدی: "شرح اکتشافات گالوانی" (دو نامه به یکی از اعضای انجمن سلطنتی - کاوالو)، "مقاله سوم در مورد الکتریسیته حیوانات" (نامه به پروفسور آلدینی، برادرزاده گالوانی) و "مقاله جدید در مورد برق حیوانات" ( سه نامه به Vassali - استاد دانشگاه تورین)، ولتا به طور کامل نظریه الکتریسیته حیوانی را شکسته و تفسیری فیزیکی از اثر ارائه می دهد. ولتا در نامه دوم خود به کاوالو می نویسد: «... من قانون جدید و بسیار قابل توجهی را کشف کردم که در واقع در مورد الکتریسیته حیوانات صدق نمی کند، بلکه در مورد الکتریسیته معمولی صدق می کند، زیرا این انتقال سیال الکتریکی، انتقالی است که نیست. به عنوان یک تخلیه، آنی است، اما تا زمانی که ارتباط بین هر دو صفحه حفظ شود، ثابت و ادامه دارد، صرف نظر از اینکه این صفحه برای مواد حیوانی زنده یا مرده یا سایر رساناهای غیر فلزی، اما نسبتاً خوب اعمال شود. ، مانند، به عنوان مثال، آب و یا مرطوب بدن او. و ولتا مستقیماً اولین نامه خود را به واسالی (به تاریخ 10 فوریه 1794) با این سؤال آغاز می کند: "نظر شما در مورد برق به اصطلاح حیوانی چیست؟ در مورد من، مدت‌ها متقاعد شده‌ام که تمام اعمال در ابتدا در نتیجه تماس فلزات با بدن مرطوب یا خود آب اتفاق می‌افتد.

تحریکات فیزیولوژیکی اعصاب نتیجه یک جریان عبوری است و این تحریکات "هرچه قوی تر باشد، دو فلز مورد استفاده در مجموعه ای که در اینجا قرار داده ایم از یکدیگر فاصله دارند: روی، فویل قلع، قلع معمولی. در صفحات، سرب، آهن، برنج و کیفیت های مختلف برنز، مس، پلاتین، طلا، نقره، جیوه، گرافیت. این سری معروف از ولتاژهای ولتا و قانون ولتاژهایی که او کشف کرد، هسته کل اثر را تشکیل می دهند. به گفته ولتا، اندام‌های جانوری الکترومترهای کاملاً غیرفعال، ساده و بسیار حساس هستند و این الکترومترها نیستند که فعال هستند، بلکه فلزات هستند، یعنی از تماس دومی، ضربه اولیه سیال الکتریکی رخ می‌دهد. یک کلمه، اینکه اینگونه فلزات رسانای ساده یا فرستنده برق نیستند...» در یکی از یادداشت‌های این مقاله، ولتا دوباره تأکید می‌کند که بیش از سه سال پیش به ایده ولتاژ تماس رسید و قبلاً در سال 1793 مجموعه فلزات خود را ارائه کرد.

بنابراین، به گفته ولتا، ماهیت اثر در خاصیت رساناها نهفته است که " باعث ایجاد و به حرکت درآوردن یک سیال الکتریکی می شوند که در آن چندین رسانا از کلاس ها و گونه های مختلف با یکدیگر ملاقات کرده و با یکدیگر تماس پیدا می کنند."

از این رو معلوم می شود که اگر سه یا بیشتر از آنها، و علاوه بر این، موارد مختلف، با هم یک مدار رسانا را تشکیل می دهند، اگر، برای مثال، بین دو فلز - نقره و آهن و غیره - یک یا چند دقیقاً از طبقه ای که به آن طبقه مرطوب می گویند زیرا نمایانگر یک توده مایع هستند یا حاوی مقداری رطوبت هستند (جسم حیوانات و تمام اجزای تازه ساکولنت آنها در بین آنها به حساب می آید) اگر بگویم رسانایی از این دسته دوم در وسط باشد و در تماس با دو رسانای کلاس اول از دو فلز مختلف، سپس در نتیجه یک جریان الکتریکی ثابت در یک جهت یا جهت دیگر ایجاد می شود، بسته به اینکه در اثر تماس در کدام طرف تأثیر آن قوی تر باشد.

بنابراین ولتا به وضوح و به وضوح شرایط ظهور جریان مستقیم را فرموله کرد: وجود یک مدار بسته از هادی های مختلف و حداقل یکی باید هادی کلاس دوم باشد و با هادی های مختلف کلاس اول در تماس باشد. هنگامی که گالوانیست‌ها به آزمایش‌هایی اعتراض کردند که در آن حرکات ماهیچه‌ای توسط قوس یک هادی همگن و حتی، مانند آزمایش‌های والی، با تماس مواد مختلف بدون هادی فلزی برانگیخته می‌شد، ولتا اشاره کرد که در این آزمایش‌ها ناهمگنی وجود دارد. انتهای یک قوس رسانا متفاوت است، دستیابی به همگنی کامل آنها تقریباً غیرممکن است؛ همچنین هنگام تماس هادی های مختلف کلاس دوم، تفاوت های تماسی ممکن است ایجاد شود.

رساناهای غیرفلزی، رسانای مایع یا حاوی رطوبت به یک درجه، آنهایی که ما آنها را رسانای دسته دوم می نامیم و به تنهایی با یکدیگر ترکیب می شوند، محرک هایی مانند فلزات یا هادی های درجه یک در ترکیب با هادی درجه دو..."

در آینده، ولتا، برای از بین بردن هر گونه شک و تردید در مورد ماهیت نه فیزیولوژیکی، بلکه صرفاً فیزیکی موضوع، آماده سازی حیوانی را که تا آن زمان به عنوان شاخص جریان عمل می کرد، حذف می کند. او در حال توسعه روشی برای اندازه گیری اختلاف پتانسیل تماس با الکترومتر خازن خود است. ولتا این آزمایشات کلاسیک را در نامه ای به گرن در سال 1795 و آلدینی در سال 1798 گزارش کرد.

در 20 مارس 1800، ولتا نامه معروف خود را به بنکس نوشت و در آن قطب خود را توصیف کرد، اختراعی که واقعاً علم الکتریسیته را متحول کرد. ولتا در نامه ای به بارت به تاریخ 29 اوت 1801 قانون ولتاژی را که برای هادی های کلاس اول یافت [A/B + B/C = A/C] گزارش می کند. در 7 و 21 نوامبر 1801 در پاریس دو سخنرانی در مورد ستون خود و قانون استرس ایراد کرد. اولین گزارش در مورد این سخنرانی ها توسط Pfaff در جلد نهم از سالنامه هیلبرت برای سال 1801 منتشر شد، دومین گزارش توسط Bio در جلد X همان سالنامه منتشر شد. بدین ترتیب داستان یک کشف برجسته و در عین حال تاریخ فعالیت علمی گالوانی و ولتا به پایان رسید.
همفری دیوی.(الکساندر ولتا در 19 فوریه 1745 در کومو به دنیا آمد. از سن 18 سالگی با نوله در مورد مسائل فیزیک مکاتبه کرد، در سال نوزدهم شعر لاتینی درباره اکتشافات فیزیکی و شیمیایی مدرن نوشت. اولین اثر در 1764 به کوزه لیدن اختصاص داده شد، کار بعدی 1771 - "مطالعات تجربی روشهای برای تحریک برق و بهبود طراحی ماشین." از سال 1774، او معلم فیزیک در کومو بوده است. در سال 1777، او یک الکتروفور اختراع کرد. و سپس یک خازن و یک الکتروفور با یک خازن. او در حین مطالعه گازهای قابل اشتعال، یک تپانچه الکتریکی، یک لامپ هیدروژنی، ادیومتر اختراع کرد. از سال 1777 - استاد فیزیک در پاویا. در سال 1793، درگیر آزمایشاتی بر روی انبساط گازها شد. او در دهه هشتاد کاوشگر شعله اختراع کرد و برای اختراع ستون از ناپلئون جایزه گرفت و به عضویت موسسه انتخاب شد و پس از اختراع معروف خود کار علمی را رها کرد و دو تحقیق در مورد تگرگ و دوره تناوب منتشر کرد. رعد و برق فقط در سال 1817. در سال 1819 او استادی خود را ترک کرد. او در 5 مارس 1827 در همان روز با لاپلاس درگذشت.)

ماهیت اثر کشف شده بسیار پیچیده بود و در سطح آن زمان از علوم فیزیکی، شیمی و فیزیولوژی، آشکار کردن تصویر این پدیده غیرممکن بود. در مناقشه بر سر ماهیت پدیده، اساساً هر دو طرف حق داشتند. گالوانی بنیانگذار الکتروفیزیولوژی و ولتا بنیانگذار دکترین الکتریسیته شد. در هزارتوی آزمایش ها و مشاهدات متناقض، ولتا مسیر درست را پیدا کرد، قانون فیزیکی آزمایشی ولتاژها را یافت و توصیف درستی از مدار جریان الکتریکی ارائه کرد. هنوز بحث های بزرگی در مورد علت و ماهیت اختلاف پتانسیل تماس در پیش بود، اما دیگر هیچ شکی در وجود آن وجود نداشت. باقی ماند و علم در ستون ولتایی یک ابزار تحقیقاتی قدرتمند دریافت کرد که استفاده از آن کند نبود.