沈穎
1746年,荷蘭萊頓大學(xué)的教授無意中發(fā)明了萊頓瓶,這是人類歷史上第一種能夠儲存電荷的裝置,很多著名的電學(xué)實(shí)驗(yàn)都是利用它才得以進(jìn)行的,例如著名的富蘭克林風(fēng)箏實(shí)驗(yàn)。
典型的萊頓瓶是一個(gè)玻璃瓶,內(nèi)壁和外壁都貼有導(dǎo)電金屬箔(如左圖),學(xué)過中學(xué)物理中平行板電容器的都知道,金屬箔A和B相當(dāng)于電容器的兩個(gè)極板,當(dāng)兩者帶有異種電荷時(shí),會互相吸引,因此電荷就被儲存在里面。制作這種經(jīng)典的萊頓瓶需要高超的工藝,我們在進(jìn)行電學(xué)實(shí)驗(yàn)的時(shí)候,可以用簡單的方法和常見的材料自制萊頓瓶。
一 紙杯萊頓瓶
準(zhǔn)備兩個(gè)大號的一次性紙杯、鋁箔膠帶。鋁箔膠帶就是一面帶膠的鋁箔,可以在電工市場、制冷設(shè)備市場買到。把兩個(gè)紙杯外表面都用鋁箔包裹后疊加起來,就成了一個(gè)自制的萊頓瓶。它的結(jié)構(gòu)跟經(jīng)典萊頓瓶一模一樣,兩層鋁箔就是兩個(gè)極板,間距是一個(gè)紙杯的厚度,用專用的電容表來測量一下它的電容量。讀數(shù)是0.45納法,換算成常用單位等于450皮法,這是電子電路中常見的電容值。
二 塑料瓶萊頓瓶
找一個(gè)空的塑料瓶,里面裝滿自來水,瓶蓋上插入一根大鐵釘,瓶身用鋁箔包裹。我們知道純凈的水是絕緣體,自來水因含有雜質(zhì),所以具有一定的導(dǎo)電能力。這樣就構(gòu)成了一個(gè)萊頓瓶,水相當(dāng)于一個(gè)極板,鋁箔是另外一個(gè)極板,兩者的間距為塑料瓶壁的厚度。用電容表測量,這個(gè)自制萊頓瓶的電容量為3.12納法,也就是3120皮法,這在一般電子電路中,算是比較大的電容了。……