关于“莱顿瓶电震实验”的两点质疑

戚福军

(大安市第六中学 吉林 大安 131302)

在人教版高中《物理·选修1-1》第一章第四节“电容器”中，为了引入电容器这个电器元件，教材首先讲述了1748年在巴黎圣母院前由物理学家诺莱特(A.J.A.Nollrt,1700～1770)表演的一个“魔术”.教材表述如下：“魔术师”诺莱特调来700个修道士，让他们手拉手站成一排，全长约300 m，队伍十分壮观.装着水的大玻璃罐内有一根金属引线通到外面，与一个迅速转动并受摩擦的大玻璃圆盘相连.随着诺莱特一个手势，排在最前面的修道士用手握住了从瓶口引出的金属线.一瞬间，700个修道士几乎同时惊叫着跳了起来，在场的人无不目瞪口呆.下面为教材所配插图.

质疑1：700个修道士几乎同时惊叫起来,是因为700个修道士几乎同时出现静电放电现象.但我们知道静电放电现象出现必须有回路，否则不会出现.而从教材所叙述的内容及所配的插图来看,700个修道士之间看不出存在回路，那么也就不可能出现700个修道士几乎同时惊叫起来.按照教材所叙述的内容及插图来看，如果地面潮湿，那么可能会在前几个人出现放电现象(和大地构成回路)，也不会700人同时出现放电现象.

质疑2:教材的这部分内容及所配插图是为了引出电容器这个电器元件，插图的大玻璃罐应该就是电容器雏形，应满足电容器的基本构造，即有储存静电的电极板和电介质.但从教材所叙述的内容和插图看不出哪个充当电极板和电介质，这样就无法通过这部分内容科学正确地引出电容器这部分知识.

笔者查阅了大量有关“莱顿瓶”的历史资料、发现事实和教材的叙述存在着一定差距.据《物理·选修3-1》教学参考书介绍，1745年荷兰莱顿大学的物理学家R.van穆欣布罗克[1]在从事电学实验时，看到好不容易使带电体所带的电很快在空气中消失，便想找到一种保存电的方法.有一次，他用丝线吊起一支枪管来接收从摩擦起电机玻璃球传来的电.在枪管的一端吊起一根黄铜线，铜线的下端放入一只盛有水的玻璃瓶中.穆欣布罗克让助手一只手拿着玻璃瓶，同时自己使劲转动起电机，助手不慎将另一只手碰到枪管上，感到一次强烈的电击，大喊起来.穆欣布罗克与助手互换位置，让助手摇起电机，自己一手拿瓶，另一只手去碰枪管，也遭到电击.这个实验表明，把带电体放在玻璃瓶中可以把电保存起来.后来人们把这个蓄电的瓶子叫做“莱顿瓶”.莱顿瓶几经改进，瓶内外表面都贴上金属箔，瓶盖上插一金属杆，杆上端装一金属球，下端用金属链与瓶内表面接触;瓶内盛水，增大了瓶的蓄电能力，可以产生更强的电击.放电时产生的电火花可以点燃火药、氢气等.莱顿瓶的出现为进一步研究电现象提供了有力的工具.

莱顿瓶能使人受到电击的现象，引起人们的好奇.当时用莱顿瓶做电击示范表演成了一种娱乐游戏.最出色的表演是法国物理家诺莱特在巴黎圣母院前进行的.他请700个修道士手拉手排列起来，让排头者手握莱顿瓶，排尾者手握莱顿瓶的引线.赵凯华的《电磁学》中关于这个问题的阐述和上面的阐述基本相同:“一端的人接触带电莱顿瓶的外部，另一端的人接触莱顿瓶的另一极.”[2]当他让莱顿瓶通过700个修道士放电时，整个队伍突然同时跳了起来，在场观众被惊得目瞪口呆.

从以上资料可以看出当时诺莱特是让“排头的修道士用手握住莱顿瓶，让排尾的手握瓶的引线，”而不是按教材所叙述的那样“排在最前面的修道士用手握住了从瓶口引出的金属线.”由于瓶里瓶外分别贴有锡箔，排头的修道士用手握住莱顿瓶，让排尾的握住与瓶里锡箔相接触的引线，那么储存在瓶里瓶外锡箔上的静电就会通过700个修道士所构成的回路出现放电现象，才会使700个修道士几乎同时惊叫着跳了起来.

瓶里瓶外分别贴有的锡箔,就相当于电容器的两个电极，锡箔之间的玻璃相当于电介质，完全满足电容器的基本构造.如果这样介绍的话就会很容易从莱顿瓶电震现象引出电容器的相关知识.

参考文献

1 彭前程.物理选修3-1教师教学用书(第三版). 北京:人民教育出版社,2010. 43

2 赵凯华，陈熙谋. 电磁学(第二版). 北京：高等教育出版社，1984. 3