“滴水集电器”引出的问号

制作与思考

有名科学家威廉· 汤 姆 生 （ 1824—1907） ，是物理上使用绝对温标—开耳芬温标的奠基人。 1859年他在对关于大气电（ 雷电） 的研究中提出了一个假设，并得到验证。 他的假设是两个彼此绝缘的物体之间总存在着微小的电位差。 某些单独存在的物体中带有少量的电荷，这就意味着单独存在的物体中的电子数目不同，电荷不同。 于是一个小水滴在一个相同电荷的电场内形成，它就带一种电荷。 当两个带有不同电荷的小水滴接近时就产生了放电现象。

因此，他在当年或**年研究成功了“滴水集电器”，这种科学装置是所有科学仪器中*难令人相信却又是*简单的一种装置，它很容易装配起来，几乎不用花什么钱，也不需要很高深的知识，它就靠一小滴一小滴的水，就能产生电压带亮一个氖灯。 这里我把它介绍给大家，希望能从中受到启发。装配该装置的材料及方法：A 和 B 是两个去了底和盖的铁制罐头盒；C 和 D 是去了盖的铁制罐头盒，用来盛水；一个大一点的蓄水槽或大罐头盒，用来盛水；两根橡皮管，用来把水从蓄水槽导出（ 医用滴管也可以） ；两个夹具（ 可用晒衣服等的弹簧夹，每个弹簧夹上带一小木楔子） ，用来控制水流；几块石蜡，垫在罐头盒 C 和 D 下面，用作绝缘材料；一支 GE—N51型氖灯（ 如用手电灯泡则不会亮，这与该装置所产生的电流属性有关，可进一步论证研究） ；两根导线，并分别将其与罐头盒 A 和 D 连接在一起，B 和 D 连接在一起，导线端头连接氖灯的两极。 此外，还需要一个木架或其它支撑材料。 把水流用夹具或医用滴管控制到水滴在罐头盒 A 和 B 内形成，然后一滴一滴的滴进罐头盒 C 和 D 内时，就产生了电压，点亮氖灯。

为 了 说 明 和理 解 该 装 置 的 工作原理，我们还可以进一步假设：实验 开 始 时 罐 头 盒A 和 D 中有少量的负电荷存在，这就意味着其中的电子 数 目 比 B和 C 中的电子数目大。这个电位差可以由许多方式引起：附近衣物上的静电、石蜡表面的电荷（ 也许石蜡本身存在着有利于电动势的因素） 、轻轻

吹拂着一个罐头盒的微风，或者是宇宙射线，以及我们还不知道的其它物理、化学因素等等。

如果罐头盒 A 中的水滴是在一个排斥电子的电场内形成的话，那么水滴带有正电荷，尽管它是微弱的。罐头盒 B 的水滴往下滴时，它将其正电荷通过导线传到 C盒内，从而罐头盒 B 中形成的水滴带更多的负电。

不久前获得诺贝尔奖的村罗托等人发现了 C60的新的存在结构及属性，同时还发现了一个庞大的富勒烯家族等。 那么“滴水集电器”还能给我们一些什么吗？我们的研究人员是否可以再一次研究一下这台奇妙装置的工作原理？如果上面的假设（ 该装置用的是静电原理） 成立的话，那么，150年后的今天，为什么却一直没有人利用能比水产生更多静电的其他材料，制造出一种获得电流的装置呢？