铃是我们日常生活中经常听到的声音。人生大半。
为什么这么说?仔细想想,在学校的时候,上课铃就把你支配了,很多人甚至对上课铃产生了深深的排斥感。步入社会后,再没有所谓的校铃、校铃,而是早上起床的警钟变成了新的“恶魔”。相信每个农民工都有被警钟主宰的恐惧。
世界名牌大学牛津大学就有这样一架电铃,它只靠两节干电池,驱动电铃已经180多年了超过100亿次。很难想象什么样的铃声能坚持这么多年,这两节干电池的电量也太长了吧!
牛津电铃实验
其实这个响亮的电铃是牛津大学进行的一项实验。起初,人们没想到它会持续下去,而且还在正常运转。不过表面上看是电铃,其实发出的声音非常微弱,人的听觉无法察觉到。根据相关资料,这个实验开始于1840年。很多记载显示,这口牛津电铃原来是一个叫罗伯特·沃克的人购买的,应该是牛津大学的一名教师。从《电铃实验》记载的几句话可以看出,一开始大家好像只是买来当摆设,或者是想研究一下电池的耐用性。
不过也有一种说法,牛津电铃最初是用来为验证触摸张力理论的,也无从得知真假。但随着时间的推移,这件物品被遗忘在克拉伦登的实验室里。牛津电铃和我们想象中的电铃不一样。它的主体由两根“电线杆”连接在一起。从图片上可以看出,这两个电堆就是两块干电池,虽然真的很像“两根粗大的蜡烛”。干电池下面还有两个铃铛,应该是黄铜的。
值得一提的是铃铛并没有挨得很近。它们中间有一个小金属球。这个金属球被一根电线悬挂着,正好在两个干电池的中央。不得不说这个画面的剪裁对于强迫症来说还是很满足的。从图中可以看出,电铃被玻璃罩盖住了,基本保持了与外界的隔绝。这种隔离其实是为了保护它。毕竟开盖干电池接触空气会怎样。没有人知道,但是如果这个实验因为开盖这个动作而终止,那么问题就很严重了。至于有人说是为了隔绝声音,那肯定是声音太大了,这是不对的。
因为监测牛津电铃敲击的不是人类,而是相关的科学设备,由根据其声音的频率决定。大家都知道人耳所能听到的声音是在20赫兹到20000赫兹之间。据有关研究人员解释,牛津电铃发出的声音只有2赫兹约,所以即使观察者将耳朵贴近玻璃罩,也无法从这百年历史的电铃音中听到声音。
但它是一个在现代科学看来极其落后的物体,180多年来被敲击了100亿次以上。这让大家对它充满了好奇,驱动它报时的两块干电池也成为了大家关注的焦点。为什么两节干电池能有这么持久的电量?它们有什么神奇之处?
干电池的结构没人知道
先说说这两种干电池吧。从目前牛津电铃还在持续运转的状态来看,短时间内还不能直接取出干电池进行研究。毕竟,揭开盖子可能意味着结束实验。因此,科学家们只能想出几种情景。
首先,他们针对两种干电池提出了以下设想。一是因为干电池长期处于密闭环境中,或者说干电池的制作原料非常好,所以除了驱动电铃外不会“自放电”敲响“”。这个说法肯定了干电池的强大,同时也指出是因为特殊的环境条件,才能保持这样的记录。
其次,是换个角度思考,指出连续敲击可能与干电池本身无关,或者说只提供极少量的电量。这种观点是根据电铃的装置推断的本身,因为在两个黄铜铃铛中间有一个小金属球。随着它在两者之间摆动,自身携带了一些电子,这些电子被静电力排斥.在排斥-吸引-排斥的过程中,的连续摆动使得电铃继续运行。
最后是结合以上两种说法,指出无论是干电池的弱放电还是静电力的作用,都得益于电能极低的能耗铃铛本身。前面我们说过,它发出的声音很小,连都不在我们人耳可以识别的范围内。这点微薄的能量消耗,让它可以持续运转很多年,总有一天会停滞不前。
你也许能听到牛津钟声
不过很多人说,也许这些年有人偷偷换过电池。不管是哪一种,都只是猜测,因为至今还没有人知道干电池的结构和材质,这个谜只有等它归位并打开盖子后才能解开。
永动机炒作
自从牛津电钟连续响起180多年的消息出现后,不少外媒在相关报道中直接表示可能是永动机。永动机的炒作引起了大家的关注。毕竟在过去,人类一直想要打造一台永动机,为此不断地改变它的外形和设计,但最终都以失败告终。这种只存在于想象中的完美机器,是很多科学家想要创造的。
永动机
那么,牛津电钟真的是永动机吗?显然,不可能是。从永动机的定义来看,它是一种可以一直做功而不消耗任何能量的机器,而本质上是能够凭空产生能量,运行时间也是“永不止步”。
而牛津电铃能不断发生,根本原因是两块干电池还在充电。至于为什么这么多年还能一直充电,我们上面也讨论了相关的猜想。总而言之,牛津电铃还是需要依靠电池才能持续运转,再强大的电池,总有一天会没电的。所以从本质上讲,牛津电铃不可能“永动”。可能在几十年或几百年后完全停止运行很多媒体之所以说它是永动机,纯粹是为了吸引大众,我们只是玩玩而已,不要当真。
干电池的悠久历史
很多人可能知道牛津电铃的构造,但对于它为什么会一直鸣叫也略知一二。但我还是对奇怪的干电池不解。毕竟从我们现在电池的外观来看,真的是太古怪了!其实这也无可厚非,因为堪称真正的“古董电池”,它的鼻祖早在17世纪末就出现了。
可以说,随着干电池的长期发展,干电池的种类也越来越多样化。比较常见的有锌锰干电池、锌空气电池、锂锰电池等。
干电池价格便宜,体验好,但是有致命的缺陷。政府和环保部门一直在宣传,大家要合理回收电池,切记不要随意丢弃电池,因为对环境危害很大。
简单来说,如果把一个小电池扔进水里,那么被它污染的水体至少可以达到10立方米。和污染水体的大小相比,真的可以算是“小身体,大污染”。这主要是因为电池含有锌、镉、汞等重金属元素,它们的毒性非常强,不仅会污染水体和土地,对人体有害健康也有很大的危害。
废电池污染途径
其实,在大多数国人心目中深入人心的“聚能环形电池”也属于干电池,一度成为市场上中国干电池水龙头。这大概就是我们当时总能看到和听到相关广告的原因吧。然而,在近年来锂电池、铅酸电池、石墨烯电池等新型电池的冲击下,“聚能环电池”行业早已大不如前。
石墨烯电池
电池革命由来已久。虽然我们没有亲身参与其中,但我们也感受到了电池不断进化的。以手机电池为例。十几年前的手机电池,大部分还是可以拆下来的。由于那时候还没有出现大屏手机,所以手机的耗电量没有现在这么夸张。但随着大屏智能手机的出现,手机电池也必须创新。我们现在用的手机电池大部分都是锂电池。
手机电池结构石墨烯在过去几年掀起了一股讨论热潮,被众多科学家称为可以彻底改变21世纪的材料。石墨烯在电池领域也很受欢迎,因为它具有超强的导电能力,非常适合各国电动车的发展。毕竟,虽然现在电动车品牌众多,但其“电池”问题频发,让消费者根本不敢购买。可以说,目前整个电动车行业都处于近乎停滞的状态。
不仅如此,石墨烯电池还可以应用于移动设备、航空航天等领域。以移动设备为例。虽然现在的手机锂电池性能已经很不错了,但是使用一段时间后就会“掉电”。如果能换成新能源电池,肯定会提升手机的性能。
石墨烯电池结构可以看出,从牛津大学展示的简单干电池到今天各种电池的百花齐放,人类科技正处于飞速发展的阶段。那两种干电池和现在的电池简直没法比,但也是那个时代科技的结晶。
核聚变成功后的无限动力
无论是敲响超过100亿次的牛津大钟,还是万众瞩目的新型石墨烯电池,电对于人类一直都非常重要。更何况,随着电子产品的普及和互联网的存在,我们的生活离不开“电”。
现代社会离不开“电”
因此,很多人向往科幻小说中描述的充满无限电力的世界。科学家表示,如果未来可控核聚变实验顺利的话,就能出现充满电的世界。届时,对于那些饱受手机电量困扰的人来说,或许是一件幸事,因为他们再也不用带上充电宝了,电子设备将时刻保持满电状态。
热门跟贴