180多年內(nèi),，響了100億次的牛津電鈴，人們至今不知其電池內(nèi)部真正構(gòu)造

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美國在上世紀(jì)70年代先后發(fā)射的旅行者1號和旅行者2號,，至今還在太空中運行,，由于它們的任務(wù)會和太陽漸行漸遠(yuǎn)，所以并沒有安裝太陽能帆板,，而是采用的電池,。
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算下來，它們的電池已經(jīng)用了40多年了,，你們知道用的是什么電池嗎,？

這個大家可能很少聽說，用到的是核能驅(qū)動的電池,，其中的放射性元素就是钚,。由于元素具有半衰期，所以當(dāng)钚耗盡時,，可能就是探測器罷工的時候了,。
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) g0 K* B6 M+ B" B, V) x* k  I% O但是，這還不是世界上持續(xù)時間最長的電池,，咱們今天要了解的牛津電鈴,，已經(jīng)持續(xù)放電180多年，并且響鈴100億次了,，不過奇怪的是,，人類至今卻不知其電池構(gòu)造。
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牛津電鈴的180多年

這個電鈴現(xiàn)在就擺放在,，英國牛津大學(xué)克拉倫登實驗室門廳的架子上,，第一眼看上去,，它就是一個普通的實驗裝置。
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克拉倫登實驗室
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但是神奇的是,，這個被罩在雙層玻璃中的電鈴,，竟然已經(jīng)持響了180多年了，幾乎很少有實驗會持續(xù)這么長的事件,。
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1 N2 Y+ p7 e" r2 D+ s* f據(jù)記載,，這個電鈴是在1840年，由牛津大學(xué)物理學(xué)教授羅伯特·沃克,，從儀器制造商沃特金和希爾那買回來的,。至今那個玻璃罩都沒有被人打開過，就這樣任它工作到現(xiàn)在,。

6 w5 [3 N3 Z* S/ C: @不過值得注意的是,，據(jù)可查資料顯示，這個電鈴的壽命可能還更長,，因為它或許在1825年時就已經(jīng)被制造出來了,。
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8 F# G+ p$ \9 J- L牛津電鈴

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如果從制造出來那一天起，它就開始持續(xù)響鈴的話,，那截至2022年,，它已經(jīng)響了197年了，這簡直是不可思議,。

牛津電鈴的構(gòu)造
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9 ]# W4 a8 F" @從外表上看,，牛津電鈴的裝置確實不難，在絕對隔絕空氣的環(huán)境中,，其中有兩個干電池,，它們組成串聯(lián)的電堆。

+ ?' v; K1 F/ J: e" F在兩塊電池中間,，懸掛著一根絲線,，上面吊著一個直徑為4毫米的金屬球。而電池的末端都是一個半球形的黃銅鈴鐺,，而金屬球就位于兩個鈴鐺之間,。
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金屬球和鈴鐺
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三者之間僅有一點縫隙，而這個電鈴的聲音,，就是依靠金屬球在鈴鐺之間來回擺動,，以此敲打鈴鐺起到打鈴的效果。我們很難想象它是如何做到,，持續(xù)這么多年來回擺動的,。

畢竟在我們看來，電池的耐用性其實就是和使用它的時間成反比，但是至今這一趨勢還沒有怎么在牛津電鈴身上體現(xiàn)出來,。對此,，很多科學(xué)家們也是一頭霧水，不知道它究竟是如何長時間運作的,。
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金屬球在其中來回擺動
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對牛津電鈴工作原理的猜測
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; p/ I3 T1 h/ q  r( c: u金屬球能夠來回擺動，依靠的就是兩塊電池的電力,。

  e- K# D5 Z, j( g簡單來說,，就是當(dāng)金屬球碰到其中一個鈴鐺時，上面就會攜帶正電荷,。由于二者屬于相同的電荷,，于是就會產(chǎn)生細(xì)微的斥力，使得它被撞擊到另一個鈴鐺上,。此時金屬球身上攜帶的已經(jīng)是負(fù)電荷了,，于是它又會被另一邊吸引。就這樣循環(huán)往復(fù),，牛津電鈴已經(jīng)形成了一個2赫茲震蕩的周期,。

內(nèi)部結(jié)構(gòu)是解題關(guān)鍵
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首先，科學(xué)家們只能從電鈴的外觀,，進(jìn)行觀測,。因為自從電鈴拿回牛津大學(xué)后，就一直沒有打開過,，所以隔絕空氣可能是電池能夠長久工作的原因之一,。
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我們可以看到，在電池的表面覆蓋了一層硫磺,，它的作用就是將空氣隔絕,，并且起到絕緣的效果。
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外部厚厚的硫磺
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科學(xué)家們猜測這個電堆應(yīng)該是贊博尼電堆,，這是由朱塞佩·贊博尼在1812年發(fā)明的靜電電池,。它的主要部分就是銀箔、鋅箔等金屬箔和圓盤形狀的紙構(gòu)成,，這種紙的一面涂上了二氧化錳,，另一面涂的是硫酸鋅。

4 ~1 g* |# j- ]% l將這些東西疊上幾千層,，再用帶有端蓋的玻璃管進(jìn)行壓縮,，隨后就可以將其浸入熔融硫絕緣了。另外這些紙片的電壓為0.8V,，由此可見這個其中電池的電壓可以達(dá)到幾千伏,。
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贊博尼電堆
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盡管它能提供的電流只有納安，但是由于其內(nèi)阻很大，所以即便短路也不會將其燒毀,。并且金屬球在鈴鐺之間的運動,，只會傳遞很小的電流，因此電池的耗電量就會很少,，如此才能持續(xù)那么長的時間,。
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但是這僅是科學(xué)家們的猜測，因為關(guān)于電鈴的詳細(xì)說明和細(xì)節(jié)早已丟失了,，所以除了將其拆除,，對內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，也沒有別的辦法了,。只不過,，現(xiàn)在科學(xué)家們不愿意直接拆除電鈴，因為這個實驗已經(jīng)打破了多個記錄,。
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最耐用電池
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不僅成為了史上持續(xù)時間最長的實驗,，并且也是史上最耐用的電池。
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所以,，現(xiàn)在只能等到電鈴沒電的那天,，才有機(jī)會解開謎底了，但還需要多長時間,，科學(xué)家們也未可知,，我們也只能默默期待了。
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