Vývoj názorů na podstatu elektřiny (26)

Vývoj názorů na podstatu elektřiny (26)

Ing. Josef Heřman, CSc.

Alessandro Volta
Alessandro Giuseppe Antonio Anastazio Volta (viz obr.), rodák z Coma v italské Lombardii, byl nejmladší ze sedmi dětí vážené městské rodiny. Když mu bylo sedm let, zemřel mu otec a jeho výchovu převzal strýc – kanovník. Mladý Volta jen těsně unikl životní dráze katolického duchovního, jak přikazovala rodinná tradice. Jeden z jeho tří strýců z otcovy strany byl dominikánský mnich, druhý již zmiňovaný kanovník a třetí arciděkan. Kariéru duchovních po vzoru svých strýců zvolili i jeho tři starší bratři. Alessandro zůstal ke svým bratrům po celý život přimknut a i sám byl aktivním katolíkem. Nebyl však prudérní či asketický. Byl to urostlý, statný muž, který dobře věděl, co k životu patří.

Po studiích na jezuitské škole se v roce 1774 stal profesorem „přírodní filozofie“ (jak byla i tehdy ještě fyzika jmenována) na gymnáziu v rodném Comu. Pět let poté byl jmenován profesorem fyziky na univerzitě v nepříliš vzdálené Pavii. Volta patřil mezi studenty k oblíbeným profesorům a jeho přednášky byly velmi populární. Pravděpodobně k tomu přispělo i to, že Volta v nich jen v nezbytně nutné míře používal matematiku.

Na počátku své kariéry se Volta věnoval zkoumání vlastností plynů a meteorologii. Stal se však i významným a uznávaným badatelem v oblasti statické elektřiny. K významným činům jeho raného období patřilo zkoumání elektroforu, kondenzátoru, včetně jeho použití ve spojení se stéblovým elektrometrem jako prostředku k měření nepatrných množství elektřiny. Tento přístroj měl i velký význam pro Voltovo zkoumání galvanické elektřiny. Své výsledky Volta nejčastěji „publikoval“ v podobě dopisů významným osobnostem vědy.

Když se Volta poprvé seznámil s Galvaniho experimenty, označil je s jistou mírou despektu za „neuvěřitelné“ a „zázračné“, a nemínil se jimi dále zabývat. Sám byl toho názoru, že tzv. animální elektřina se může vyskytovat jen u elektrických ryb, jako je např. rejnok či úhoř, přičemž tyto ryby mají pouze schopnost ovládat obecné a známé elektrické fluidum. Teprve 28. března 1792 na naléhání svých kolegů, anatomů a patologů, zařadil Volta do svých plánů zkoumání meteorologie a roztahování plynů i experimenty z oblasti galvanické elektřiny, o kterých se však přesto domníval, že „mají jen malou naději na úspěch“.

Začal tedy s opakováním Galvaniho experimentů a úspěch, který se vzápětí dostavil, jej již 1. dubna přiměl věnovat se této problematice důkladně a dlouhodobě. Pravděpodobně přehodnotil i svůj názor na „animální elektřinu“ a zpočátku nabyl přesvědčení o správnosti Galvaniho výkladu jevu. Sám předpokládal, že svalové stahy pozorované Galvanim pocházejí od rozdílu mezi elektřinou svalu a nervu, přičemž kovové spojení slouží pouze k uvedení do stavu rovnováhy. Jeho výzkumný instinkt jej však nutil, aby nejdříve změřil „množství“ elektřiny, které způsobí svalový stah (křeč) žabí nohy. Zjistil, že při zapojení žabí nožky do vybíjecího okruhu leidenské láhve tyto reagovaly na hodnotu menší než bylo 5/100 stupně údaje jeho stéblového elektrometru. Tato velikost mohla být detekována až po připojení kondenzátoru. V této souvislosti si Volta uvědomil, že preparát žabí nohy je nejcitlivějším elektroskopem, jaký byl dosud objeven.

Voltovi se pravděpodobně již v průběhu dubna 1792 zdařil experiment s vyvoláním svalových stahů u živé žáby při spojení její nohy s vnějším obvodem, tvořeným různými kovy. Zde je třeba připomenout, že totéž objevil již i Galvani u svých žabích preparátů, když dosáhl silných stahů svalů propojením nervu a svalu vnějším obvodem tvořeným dvěma kovy. To si vyžádalo určitou modifikaci Galvaniho výkladu jevu. Volta tak začal pochybovat o vhodnosti Galvaniho analogie s leidenskou lahví a spíše se přikláněl k názoru, že slabá „animální elektřina“ trvale cirkuluje v těle žáby a vnější obvody způsobují porušení jejího přirozeného toku, což vede k následným stahům svalů.

Pravděpodobně – aniž by Volta znal dříve popsaný Sulzerův experiment s přiložením dvou kousků rozdílných kovů k jazyku – experiment v rozšířené formě sám zopakoval. Přiložil proužek cínové fólie na špičku svého jazyku a stříbrnou minci dále na jazyk. Po spojení těchto dvou kovů měděným vodičem pocítil silně kyselou chuť. Tentýž výsledek obdržel i bez měděného vodiče, když nahradil minci stříbrnou lžičkou, která byla položena na konec jazyku a svou rukojetí se dotkla cínové fólie dotýkající se špičky jazyka. Ve svých pokusech dále pokračoval tak, že pomocí rozdílných kovů vytvořil vodivé spojení mezi čelem a ústním patrem. V okamžiku kontaktu vnímal okem jasný záblesk. Tímto základním experimentem dokázal, že průchod elektřiny nejen způsobuje svalové stahy, ale působí i na další smyslové orgány.

Volta své experimenty dále rozšiřoval a prohluboval. Měl jasný cíl – proměnit v ověřený poznatek své dosavadní tušení o nesprávnosti vysvětlování těchto jevů pomocí „animální elektřiny“. V průběhu dalších měsíců roku 1792 uskutečnil velký počet experimentů s nebohými tvory živočišné říše – od hmyzu až po savce.

Po těchto experimentech u Volty narůstalo přesvědčení, že kovy nehrají úlohu pouhých vodičů, ale samy skutečně generují elektřinu. Ve svém popisu fyziologických výzkumů tudíž Volta v listopadu roku 1792 jasně uvedl svůj nový názor. Napsal: „Podle reálného úsudku jsou zdrojem elektřiny kovy, zatímco samotné nervy jsou pasivní.“ V této době Volta ještě objevil, že místo kovu může být jako vodič použito dřevěné uhlí.

Počátkem roku 1793 v otevřeném dopise již zmiňovanému profesoru fyziky na univerzitě v Boloni, Giovanni Aldinimu, mimo jiné konstatoval: „...nic nezůstalo na teorii animální elektřiny.“

A Volta dalšími experimenty tuto svou základní výzkumnou orientaci prohluboval. Seřazoval různé kovy podle naměřené velikosti jejich elektromotorické síly^*) (pojem zavedený Voltou) při vzájemném styku a snažil se zjistit sídlo této „síly“. Zjistil, že obvod tvořený dvěma kovy svůj elektrický účinek zvýší, obsahuje-li ještě alespoň jeden „vlhký vodič“, v daném případě nerv. Na základě toho došel k domněnce, že sídlem této elektromotorické síly je styk mezi použitými kovy a vlhkým vodičem, který mezi nimi vytváří spoj. Tato domněnka získala v průběhu roku 1793 na věrohodnosti, když Volta vyzkoumal, že velikost elektromotorické síly řetězce sestaveného z většího počtu různých kovů závisí pouze na chemické podstatě krajních členů tohoto řetězce.

(pokračování)

^*) Termín elektromotorická síla se běžně užíval až do 60. let minulého století; od té doby se používá označení elektromotorické napětí.