einander nähern kann, ohne daß ein
Funke überspringt; einen Schließungsfunken erhält man erst bei
Batterien von vielen
Plattenpaaren. Gassiot mußte die
Pole einer
Batterie von 3000
Elementen bis auf 0,2mm einander nahebringen, bis endlich ein
Schließungsfunke überging. Bringt man die Poldrähte einer galvanischen
Batterie miteinander in Berührung, so findet
an den wenigen Berührungspunkten ein großer
Widerstand und daher beträchtliche Erhitzung statt; entfernt man die
Drähte
wieder voneinander, so sieht man an der Unterbrechungsstelle einen
Funken, den galvanischen
Funken
(Unterbrechungs- oder Öffnungsfunken),
erscheinen; verflüchtigte glühende Metallteilchen, welche zwischen den Drahtenden übergehen, vermitteln nämlich die Stromleitung
und halten den
Strom noch geschlossen, bis die
Entfernung zu groß geworden ist. Ist der
Strom sehr stark,
so bilden die von den
Polen losgerissenen glühenden Teilchen einen hellen Lichtstrom, den Davyschen
Flammenbogen; besonders
glänzend wird diese
Erscheinung, wenn man statt der metallischen Poldrähte Kohlenspitzen anwendet, die dabei zu blendender
Weißglut erhitzt werden und ein
Licht
[* 2] ausstrahlen, welches an Helligkeit mit dem Sonnenlicht wetteifert
(s.
Elektrisches Licht).
[* 3]
Die Zuckungen waren ohne
Zweifel nur eine
Wirkung des
Rückschlags (s. d.);
Galvani aber glaubte in ihnen
eine Bestätigung seiner Lieblingsansicht von einer dem Tierkörper eignen
Elektrizität zu erblicken und widmete sich mit
großem
Eifer der weitern Verfolgung der beobachteten
Thatsache. Einst hatte er mehrere Froschschenkel mittels Drahthaken an
dem eisernen Geländer seines
Balkons aufgehängt, und sah jedesmal lebhafte Zuckungen eintreten, sobald
er einen der Froschschenkel gegen das Eisengeländer bog. Es zeigte sich, daß diese Zuckungen hervorgerufen wurden, wenn
man die
Nerven
[* 8] oder das
Rückenmark des
Frosches mit den
Muskeln
[* 9] durch einen Metallbogen verband.
Galvani meinte, daß der Froschschenkel gleichsam als eine geladene
Leidener Flasche
[* 10] zu betrachten sei,
deren entgegengesetzt elektrische Belegungen, nämlich der
Nerv einerseits und die
Muskeln anderseits, durch den Metallbogen
sich entladen. Die von
Galvani selbst bereits gemachte Bemerkung, daß die Zuckungen bedeutend lebhafter auftreten, wenn der
Metallbogen aus zwei verschiedenen
Metallen besteht, veranlaßte jedoch Alessandro
Volta,
Professor derPhysik
in
Pavia, die Elektrizitätsquelle in
dem Metallbogen statt in dem Froschschenkel zu suchen.
Indem
Volta die Elektrizitätsentwickelung im Tierkörper völlig leugnete, ging er freilich zu weit; seine
Ansicht führte
ihn aber zu der wichtigen und folgenreichen
Entdeckung, daß zwei verschiedenartige
Metalle, miteinander in Berührung gebracht,
entgegengesetzt elektrisch werden. Durch folgenden
Versuch
(»Voltas Fundamentalversuch«) wies er diese
Thatsache nach. Eine
Zink- und eine Kupferscheibe, durch Glasstiele isoliert, werden mit ihren rein metallischen Oberflächen
in Berührung gebracht und parallel auseinander genommen; die Zinkplatte ist alsdann positiv, die Kupferplatte negativ elektrisch.
Da aber die bei einmaliger Berührung entwickelte Elektrizitätsmenge meist zu schwach ist, um auf
das
Elektroskop
[* 11] (s.
Elektrizität, S. 531) bemerkbar zu wirken, so bediente sich
Volta des von ihm erfundenen
Kondensators (s. d.),
um dieselbe durch Ansammlung zu verdichten. Um jede Berührung mit andern
Metallen auszuschließen, ist die eine
Platte des
Kondensators
[* 1]
(Fig. 1) aus
Zink, die andre aus
Kupfer
[* 12] verfertigt; beide sind auf den einander zugekehrten
Seiten gefirnißt, so daß sie, aufeinander gesetzt, durch eine dünne isolierende Harzschicht voneinander getrennt sind.
Nachdem man jene
Zink- und Kupferscheibe nach der Berührung auseinander genommen, berührt man mit jener die
Zink-, mit dieser
die Kupferplatte des
Kondensators, bringt die
Scheiben wieder in Berührung, dann nach der Trennung an den
Kondensator
[* 13] und wiederholt dieses
Verfahren etwa 16mal. Die beiden entgegengesetzten
Elektrizitäten sind nun zu beiden Seiten
der Harzschicht gebunden und wirken daher nicht auf die Goldplättchen des
Elektroskops; hebt man aber die obere Kondensatorplatte
ab, so verbreitet sich die in der untern
Platte angesammelteElektrizität frei auf die Goldplättchen,
und diese gehen auseinander mit positiver
Elektrizität, wenn die auf das
Elektroskop geschraubte Kondensatorplatte aus
Zink,
dagegen mit negativer
Elektrizität, wenn sie aus
Kupfer bestand.
Die elektrischeSpannung, welche durch Berührung je zweier dieser
Körper hervorgerufen wird, hat eine ganz bestimmte, nur
von der
Beschaffenheit dieser
Körper, nicht aber von der Form und
Größe ihrer Berührungsfläche abhängige
Größe; es genügt,
daß zwei
Metalle sich nur an einer einzigen
Stelle berühren, um beide bis zu der ihnen eignen
Spannung
zu laden. Die
Spannung fällt um so größer aus, je weiter die
Stoffe in der
Spannungsreihe voneinander entfernt stehen. Mit
Hilfe eines Strohhalmelektrometers fand
Volta folgende
Werte:
Volta glaubte, daß nur durch die Berührung der Metalle unter sich Elektrizität entwickelt werde, dagegen
keine bei Berührung eines Metalls mit einer Flüssigkeit. Spätere Untersuchungen jedoch zeigten, daß die Metalle durch Flüssigkeiten,
welche fähig sind, chemisch auf sie einzuwirken, bedeutend stärker erregt werden als durch irgend eine metallische Berührung,
und daß die Erregung um so kräftiger ausfällt, je stärker die Neigung der Flüssigkeit ist, mit dem
Metall eine chemische Verbindung einzugehen. Mit verdünnter Schwefelsäure
[* 19] in Berührung werden z. B. die meisten Metalle negativ
elektrisch, die Säure ebenso stark positiv; aber das Zink, welches ein großes Bestreben zeigt, sich mit Schwefelsäure zu
schwefelsaurem Zink zu verbinden, erlangt eine zehnmal so große negative Spannung als das Kupfer, welches
eine weit geringere Neigung zu einer solchen Verbindung besitzt.
Durch die EntdeckungVoltas war eine Thatsache festgestellt, welche den Erfahrungen, die man bis dahin hinsichtlich des Verhaltens
der Elektrizität gemacht hatte, zu widersprechen schien: zwei leitende Körper, welche sich berühren und sonach miteinander
in leitender Verbindung stehen, laden sich mit entgegengesetzten Elektrizitäten, welche sich trotz ihrer
gegenseitigen Anziehung nicht miteinander vereinigen, sondern während der Berührung mit unveränderter Spannung getrennt
gehalten werden. Es muß also eine Kraft
[* 20] vorhanden sein, welche die beiden Elektrizitäten voneinander trennt und ihre Wiedervereinigung
hindert.
Diese elektromotorische Kraft verrichtet die zur Scheidung der beiden vorher verbundenen Elektrizitäten
erforderliche Arbeit, und der Erfolg ihrer Arbeit ist die erreichte elektrische Spannung. Volta meinte, daß diese Kraft an der
Berührungsstelle zweier verschiedener Metalle ihren Sitz habe. Es ist jedoch nicht einzusehen, wie durch die bloße Thatsache
der metallischen Berührung, durch welche keine entsprechende Veränderung der sich berührenden Metalle
herbeigeführt wird,
irgend eine Arbeit geleistet werden kann.
Dagegen begreift man wohl, daß bei der Berührung von Zink mit Schwefelsäure durch die zwischen diesen beiden Körpern thätige
chemische AnziehungArbeit geleistet wird (sei es, daß eine chemische Verbindung zwischen ihnen wirklich stattfindet, oder
daß sie durch eine unter dem Einfluß dieser Kraft erfolgende Umstellung der Moleküle bloß vorbereitet
wird), und daß diese Arbeit sich in Wärme
[* 21] oder auch in elektrische Spannung umsetzen kann. Beachtet man nun, daß in der Voltaschen Spannungsreihe
diejenigen Metalle, welche am leichtesten rosten, vorangehen, die Edelmetalle aber zuletzt stehen, daß also jene Anordnung
der Metalle zugleich die Reihenfolge ihrer Neigung, sich mit Sauerstoff zu verbinden, ausdrückt, so liegt es nahe, zu vermuten,
daß die elektrische Erregung der Metalle nicht in ihrer gegenseitigen Berührung, sondern in der Einwirkung des Sauerstoffs
der umgebenden Luft ihren Grund habe, und daß sonach der Sitz der elektromotorischen Kraft an der mit der
Luft in Berührung stehenden Oberfläche eines jeden Metalls zu suchen sei. Diese Vermutung wird zur Gewißheit erhoben durch
den von de la Rive gelieferten Nachweis, daß zwei verschiedenartige Metalle keine Elektrizitätsentwickelung zeigen, wenn
sie jeder chemischen Einwirkung entzogen sind.
Wenn man demgemäß annimmt, daß jedes Metall durch den Sauerstoff der Luft um so stärker negativ elektrisch
erregt werde, je größer seine Neigung zum Rosten ist, und die an dem Metall haftende Luftschicht (s. Absorption) eine ebenso
große positive Spannung erreiche, so erklären sich die von Volta entdeckten Thatsachen und Gesetze sehr einfach. Betrachten
wir z. B. eine isolierte Zinkplatte, so wird die an ihrer der Luft ausgesetzten Oberfläche thätige elektromotorische Kraft
negative Elektrizität in das Zink hineintreiben, während die gleiche Menge positiver Elektrizität in der auf der Oberfläche
haftenden Luftschicht bleibt
[* 17]
(Fig. 2). Nach außen hin können diese getrennten Elektrizitäten keine Wirkung hervorbringen,
weil die anziehende Wirkung der einen durch die abstoßende der andern aufgehoben wird; die Zinkplatte
für sich erweist sich daher als unelektrisch.
Bringt man sie nun mit einer Platte eines Metalls, z. B. Platin, in Berührung, welches vom Sauerstoff der Luft gar nicht erregt
wird, so entweicht die von der Oberfläche des Zinks durch die elektromotorische Kraft fortgetriebene negative
Elektrizität an den Berührungspunkten der beiden Metalle in das Platin; dieses erscheint daher nach der Trennung negativ elektrisch,
während die positive Elektrizität auf der Zinkplatte zurückbleibt
[* 17]
(Fig. 3). Wird aber auch das zweite Metall, z. B. Kupfer,
durch den Sauerstoff elektrisch erregt, jedoch in geringerm Grad als das erste, so wird die an seiner Oberfläche
ins Innere getriebene negative Elektrizität auf das erste übergehen und dessen positive Spannung vermindern, so daß jedes
der beiden Metalle, das eine positiv, das andre negativ, eine dem Unterschied der beiderseitigen Erregungen entsprechende
Spannung annimmt