初中物理趣味故事99电的老祖宗素材新人教版

99 电的老祖宗

电在我们的日常生活中已经成为司空见惯的东西了。然而在一百六十多年前，它还是一种神秘莫测的“怪物呢”。

1745年，荷兰莱顿城的两个科学家发明了可以放电的电容器——莱顿瓶，把过去只是在摩擦时或打雷时一瞬而过的神秘东西——电，变成了可以人工控制并反复出现的事实。1831年，英国的法拉第打开了电学迷宫，将磁转变成电。

1879年，美国的爱迪生点亮了世界上第一盏电灯泡，开创了人类用电的新纪元。然而，鱼类用电的历史却更早。远在35000万年以前，鱼类的祖先——古老的无颌类甲鱼，就已经有了发电器官。而意大利的物理学家伏特，在1799年所发明的第一个直流电源——伏特电池，就是以鱼的发电器官为模式而设计的，所以伏特把自己设计的电池叫做“人造电器官”。由此可见，鱼类才是电的老祖宗。现代鱼类能够生电的有许多种，电压较高的有电鳐、电瞻星鱼、电鲶、电鳗等。

电鳐生活在热带和亚热带海洋中，我国东南沿海有双鳍电鳐和单鳍电鳐。它属于软骨鱼类，体型像一把肥厚的蒲扇。它眼睛很小，皮下粘液使得皮肤与肌肉连接得非常松弛。虽然其貌不扬，但身上却装有两台“发电机”。我们若将它头胸部的两侧皮肤剥开，就可以看到每侧各有一蜂窝状的器官，这就是它的“发电机”——发电器。

这个发电器的构造十分复杂，它是由许多纤维组织隔成的若干六角形、垂直的管（电柱）组成的。每一个管内部都贮有无色胶状物，并由许多小电板分成许多间隔，每块电板的腹面，又都有神经纤维相连接。电板的腹面是负极，背面是正极。每个电柱约有40块左右的电板，而每个发电器都有电柱200～600个。如果我们按每个发电器有600个电柱来计算，那么一尾电鳐就有24000块电板。这样复杂的电路，安排得如此精巧，就是技术高超的电工，恐怕也是望尘莫及的。电鳐依靠这种发电器发出的电压可高达70～80伏特，而且可以自行控制，随时发出。电鳐发电是用来捕食和击退敌人的。当小鱼虾游来时，它放电将其击昏而饱餐一顿；当敌人来袭击时，它放电以自卫。

有趣的是，在欧洲一些国家的沿海居民，在很早以前就把电鳐当作“电疗机”来治病。据说，用电鳐可治疗头痛病和风湿性关节炎。直到现在，有时仍可看到人们在海滩上寻找电鳐治病的情景。

触到电鳐，足以使人麻木，但它的电压在发电鱼中并不是高的，若比起电鲶和电鳗来，就大为逊色了。电鲶生活在非洲河流中，它的发电电压可达400～450伏；电鳗生活于美洲的河流中，它的发电电压竟可达300～860伏特。如此之高，可谓高压放电了。

发电鱼的发电器官的排列方式和构造并不相同。例如，电鳗的电柱不是与身体垂直，而是与鱼纵轴平行，电板虽只有6000块，但是很大，几乎占了躯干部和尾部的大部分。一尾体重20公斤的电鳗，发电器就要占10公斤以上。电鲶的电柱与体轴垂直，并且它的电板最多，竟有200万块。这里有个问题需要说明，就是放电鱼类无论其放电电压多么高或蓄电能力多么强，但它们的电源并非用之不竭。如电鳐放电，每秒钟可放50次，但随着放电次数的增加，电流却逐渐减弱，经10～15秒钟后，电流就完全消失，而需要经过一段时间的休息，才能够恢复继续放电。所以在过去捕鱼方法落后的时候，为捕获电鳗，是先将成群的家畜赶入河中，触动电鳗不断放电，在它们电量消耗殆尽而尚未恢复时，才下水捕捉。

鱼类在放电过程中，自己本身不会触电，这一问题一直使人迷惑不解。现在的解释是这样：因为电流各线都与体内其他可以兴奋的构造互成直角，所以减少了刺激作用。显然，这种解释是不能令人满意的，因为既然是这种原因，那么如果两种放电的鱼，都利用电的武器相互进攻又怎么办呢？当然也还有解释，那是因为电鱼的肌肉和神经对电有特别高的兴奋界限，另外，它们的神经系统为一层“超绝缘体”（厚脂肪层）所包围，所以不会触电。但总的来说，我们现在对鱼体内电流的确切分布情况还了解得较少。除上述电量较强的鱼类之外，还有许多放电较弱的鱼类。甚至有人认为，所有鱼类能在自己周围产生电场，而且一群鱼的电场加起来可以很强。

鱼类不仅有发电器官，而且有“电感器”，就是没有发电器官的鱼类也有灵敏的电感器。鲨鱼就是一例。对鲨鱼的电感作用，有人作过有趣的实验。埋在沙中的比目鱼，因有微弱的电场，鲨鱼可准确地发现它；若用可通电的琼脂盒将鱼罩起来，鲨鱼照样可向其进攻；可是当在琼脂盒上覆一层绝缘的塑料薄膜时，鲨鱼就找不到比目鱼了。