Alessandro Volta: Muž, který spoutal elektřinu

  • Statická elektřina byla velmi dlouhou dobu nepochopená
  • Neexistoval totiž žádný trvalejší zdroj, který by umožnil její zkoumání
  • Pak ale přišel Alessandro Volta a spoutal ji
Kapitoly článku

Statická elektřina byla známa po tisíce let, ovšem po celou tu dobu také nepochopená. Po staletí se nepodařilo dojít dále, než jen k jiskření a elektrickým šokům. I po objasnění některých základních zákonitostí představovala elektřina stále velkou záhadu, jejíž podstatu nikdo nechápal. Neexistoval totiž žádný trvalejší zdroj, který by umožnil její zkoumání. Bylo třeba ji spoutat.

Alessandro Volta se narodil roku 1745 ve městě Como na břehu nádherného jezera, obkrouženého strmými horskými svahy. Narodil se do šlechtické rodiny, jeho otec Filippo Volta měl svůj rodokmen vysledovaný až do počátku patnáctého století.

Synáček Alessandro ale zprvu rodině radost nedělal. Vypadal tak nějak...zabržděně. Ba přímo tupě. Až do čtyř let se nenaučil mluvit, takže se rodina domnívala, že bude hloupý nadosmrti. To se ale nestalo. Po onom čtvrtém roce se náhle proměnil a ejhle – už v sedmi patřil k nejlepším žákům ve škole. Jak to jeho otec později komentoval: „Měl jsem doma diamant a netušil jsem to.“

Vyučovali jej Jezuité a velmi brzy objevili jeho nezvyklé jazykové nadání. Měl skvělou paměť a brzy se naučil latinsky a francouzsky, později zvládl němčinu, holandštinu, španělštinu, klasickou řečtinu a dokonce i ruštinu. Vypadalo to na skvělou kariéru na humanitních studiích. Jenže mladého Voltu bavila především chemie. K ní se později přidala i fyzika a hlavně elektřina. Těm dal nakonec přednost před studiem práv, které mu vybrali rodiče.

Univerzitní začátky

V roce 1774 se stal profesorem fyziky na Královské škole ve městě Como, kde pokračoval v experimentech s elektřinou. Při tom se m podařilo objevit zařízení zvané elektrofor, což byl vylepšený generátor statické elektřiny, který mu následně hodně pomohl v jeho experimentech. Tedy, abychom byli přesní, on jej ve skutečnosti neobjevil, pouze vylepší předchozí variantu Švéda Wilckeho, nicméně vzhledem k jeho popularizaci mu mnozí tento objev přičítali.

Statická elektřina a leidenská láhev

Statická elektřina byla známa už starým Řekům, kteří věděli, že třením jantaru lze jeho kousky přivést do stavu, v němž přitahují malé okolní částice. A protože jantar se řecky řekne „elektron“, máme tu dnes elektřinu.

V polovině sedmnáctého století neúnavný experimentátor Otto von Guericke zjistil, že když rychle otáčí koulí se síry a drží na ní ruku, vytváří cosi podobného jantaru, protože ke kouli byly také přitahovány malé částice. Anebo taky ne, nebo byly naopak odpuzovány. Guericke netušil, že vyrobil první elektrostatický generátor.

Trvalo téměř století experimentů a vylepšování, než se v létech 1745-46 podařilo sestrojit přístroj, který to zvláštní elektrické fluidum dokázal zachytit. Protože tehdy panovala představa, že jde o jakousi formu neviditelné tekutiny, použili oba objevitelé von Kleist a van Musschenbroek formu láhve, v níž podle jejich představy mohla být ona tekutina zachycena.

Tento první kondenzátor byl objeven čirou náhodou, neboť von Kleist držel láhev v ruce a ta tím pádem fungovala jako jedna z elektrod kondenzátoru. Láhev byla naplněna vodou, což byla ona druhá elektroda. Trvalo několik let, než se podařilo dosáhnout konečné koncepce, kdy láhev byla uvnitř i vně pokryta kovovým plátkem a skrze její hrdlo bylo zajištěno připojení vnitřní elektrody. Nikdo v této době neměl nejmenší tušení, že forma láhve je přitom úplně zbytečná.

První velký objev učinil v roce 1776. Byl upozorněn na zvláštní hořlavý plyn, který prý bylo možné nalézt v jisté bažinaté oblasti. Voltu něco takového zaujalo a jal se tento fenomén zkoumat. Vyrazil na rybářský výlet na Lago Maggiore, což vzhledem k faktu, že se psal druhý listopad, nebylo právě příjemné.

Během veslování poblíž rákosových sítin si všiml, že ze dna stoupají sloupce bublinek. Tento fenomén pozoroval především v na mělčinách poblíž břehu. Voltovi se podařilo plyn zachytit do baněk a zjistil, že plyn skutečně hoří.

To byl přelomový objev, protože až do této doby byl jako jediný hořlavý znám důlní plyn. Proto bylo tehdejšími vědci předpokládáno, že tento plyn pochází z minerálních procesů. Volta díky svým nálezům správně konstatoval, že jde o plyn vznikající biologickými procesy z rozpadajících se těl rostlin a živočichů. Pojmenoval jej „hořlavý vzduch z bažin“. Dnes mu říkáme metan.

I nadále s plynem experimentoval. Podařilo se mu jej zapálit pomocí jiskry ze svého elektroforu a navrhoval, že by bylo možné plyn používat ke svícení, čímž předběhl o pár desítek let svou dobu. Vymyslel dokonce i „elektrickou pistoli“, kde byl metan přiveden jiskrou k výbuchu a vymrštil korkový náboj z hlavně.

Zajímavá, i když poněkud nepraktická myšlenka. Jen těžko si lze představit vojáky v první linii s tlakovými nádobami na zádech a Volta byl v tomto realista, takže svůj vynález bral jen jako hračku a byl velmi překvapen, jak se jím stal populární.

Zajímavé nápady jej neopouštěly. Navrhl například možnost používat výbojů z Leydenských lahví pro přenos zpráv. Představoval si to tak, že z městečka Como bude do Milána natažen drát, do něj přivedena elektřina z výboje z lahve, no a na druhém konci bude připojena jeho elektrická pistole, která výstřelem dá signál, že zpráva dorazila. Cesta k telegrafu byla podstatně složitější, ale myšlenka to byla pozoruhodná.

V roce 1878 se uvolnila profesura fyziky na univerzitě v Pavii, kterou Volta rád přijal a strávil zde dalších téměř čtyřicet let ve kterých učinil své nejvýznamnější objevy. Studoval zde například atmosférickou elektřinu a vytvořil jednu z prvních teorií, jak vlastně atmosférická elektřina vzniká.

Jako první zkoumal isobarický děj a zformuloval příslušnou teorii, nicméně později byla zásluha přičtena Gay-Lussacovi a Daltonovi, kteří zákonitosti popsali lépe a detailněji.

Objev galvanického proudu

Nejdůležitější chvíle jeho života jej ale čekaly až v devadesátých létech osmnáctého století. Především se oženil s Donnou Teresou Peregrini, s níž měl tři syny, přičemž v době svatby mu bylo 49 let, což tehdy i dnes nebylo zrovna běžné. Tím, čím se stal nesmrtelným byl ale jeho objev první baterie, který úzce souvisel s objevem tzv. galvanického proudu.

Ten objevil italský lékař Luigi Galvani, který se věnoval srovnávací anatomii a především anatomii žab, které velmi často pitval. Od osmdesátých let osmnáctého století se k tomu přidal i intenzivní zájem o elektřinu a její působení na organizmy. Počátek tohoto zájmu dle legendy způsobila událost, kdy během bouřky při bůhvíkolikáté pitvě žáby se jeho asistent dotkl skalpelem jednoho z nervů žabího těla, což způsobilo, že žabí nožka sebou zazmítala, jakoby byla ještě živá.

Galvani neúnavně experimentoval dál. Pitval na operačním stole pokrytém zinkovým plechem a dále a dále tyto posmrtné kontrakce pozoroval. Aby vyloučil jakoukoliv mýlku, přenesl si svůj stůl i s krycím plechem nejprve pod širé nebe, později i do sklepa, zkoušel dokonce kontrakce vyvolávat pomocí leidenské lahve.

Kromě žab postupně zkoušel i pitvání dalších živočichů se stejnými výsledky. Nakonec dospěl k názoru, že objevil nový typ elektřiny, její živočišnou formu, která aktivuje svaly a nervy. Mozek považoval za orgán, který tuto elektřinu vylučuje, a nervy za její vodiče. Dokonce tvrdil, že svaly a tkáně se chovají jako vnitřní a vnější povrch leidenské lahve, čímž se elektřina v těle uchovává.

Když Galvani svou studii o tomto objevu v roce 1791 uveřejnil, Volta jej zprvu jako ostatní vědci nadšeně oslavoval. Opakoval experimenty a došel ke stejným závěrům, jenže se s nimi na rozdíl od ostatních nespokojil. Zkoušel dále a dále, ovšem na rozdíl od Galvaniho byl ve svých testech důkladnější, prozkoumal vliv několika kyselin, měnil použité kovy. Jeho nejzávažnějším poznatkem byl fakt, že svalové kontrakce se nikdy neobjevily, pokud nedošlo ke kontaktu s nějakým kovem, nejlépe s dvěma rozdílnými kovy.

Nakonec prohlásil, že žabí nohy jsou vlastně pouhým indikátorem elektrického proudu, který vzniká kontaktem dvou různých kovů. Odmítl tak myšlenku, že existuje nějaká zvláštní živočišná elektřina, čímž se dostal do prudké polemiky s Galvanim.

Je třeba zdůraznit, že prudká byla z hlediska osmnáctého století, šlo o vědeckou neshodu dvou gentlemanů, kteří si jeden druhého velice vážili a nějaká ostrá slova opravdu nepadala. Byl to Volta, kdo navrhl používání termínu „galvanismus“ a tvrdil, že Galvaniho práce „zahrnuje jedny z nejkrásnějších a nejvíce překvapujících odhalení“.

Je skutečným paradoxem, že Galvaniho práce, ačkoliv v závěrech chybná, dovedla Voltu díky jeho neúnavnému experimentátorství na stopu správné myšlence. Tím, jak zkoumal vliv různých kovů na pitvy žab, zjistil, že nejsou všechny stejně efektivní. Později poznal, že pro vznik proudu nepotřebuje mít na pitevním stole tělo žáby, ale stačí dva kovy oddělit látkou či savým papírem napuštěným v solném roztoku.

Foto: Profimedia

Témata článku: Historie, Baterie, Elektřina, Fyzika, Lidé, Como, Napoleon, Londýn, Paříž, Nový typ, Dlouhá doba, Volta, Stejný závěr, Velká efektivita, Nový objev, Celá doba, Devadesátý rok, Druhý konec, Chemická reakce, První baterie, Itálie, Alessandro Volta, Biologický proces, Elektrický obvod, Elektrický proud

17 komentářů

Nejnovější komentáře

  • jozka2000 25. 7. 2017 8:28:36
    Dekuji za moc pekne napsany clanek.
  • vzach 23. 7. 2017 10:59:56
    Na začátku je uvedeno, že se narodil ve šlechtické rodině a na konci, že...
  • ferite 21. 7. 2017 17:40:13
    >„V roce 1878 se uvolnila profesura fyziky…“ To by mělo být spíše 1778.