180多年內，響了100億次的牛津電鈴，人們至今不知其電池內部真正構造

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美國在上世紀70年代先后發射的旅行者1號和旅行者2號，至今還在太空中運行，由于它們的任務會和太陽漸行漸遠，所以并沒有安裝太陽能帆板，而是采用的電池。

算下來，它們的電池已經用了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，所以當钚耗盡時，可能就是探測器罷工的時候了。
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但是，這還不是世界上持續時間最長的電池，咱們今天要了解的牛津電鈴，已經持續放電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造。

牛津電鈴的180多年
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這個電鈴現在就擺放在，英國牛津大學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，竟然已經持響了180多年了，幾乎很少有實驗會持續這么長的事件。

3 x7 P+ _! S+ r3 ?  |- Y據記載，這個電鈴是在1840年，由牛津大學物理學教授羅伯特·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在。

不過值得注意的是，據可查資料顯示，這個電鈴的壽命可能還更長，因為它或許在1825年時就已經被制造出來了。
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# x; M) U* ^: l: M2 v! P牛津電鈴

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

牛津電鈴的構造
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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境中，其中有兩個干電池，它們組成串聯的電堆。
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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。

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出來。對此，很多科學家們也是一頭霧水，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

金屬球能夠來回擺動，依靠的就是兩塊電池的電力。

1 q- b* |+ T1 w7 {/ i4 a- x簡單來說，就是當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，于是就會產生細微的斥力，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是負電荷了，于是它又會被另一邊吸引。就這樣循環往復，牛津電鈴已經形成了一個2赫茲震蕩的周期。
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4 |' B$ Z6 S3 H( e/ l, W* m內部結構是解題關鍵

/ ]: W* [$ z9 h4 U首先，科學家們只能從電鈴的外觀，進行觀測。因為自從電鈴拿回牛津大學后，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。

外部厚厚的硫磺

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科學家們猜測這個電堆應該是贊博尼電堆，這是由朱塞佩·贊博尼在1812年發明的靜電電池。它的主要部分就是銀箔、鋅箔等金屬箔和圓盤形狀的紙構成，這種紙的一面涂上了二氧化錳，另一面涂的是硫酸鋅。
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! R+ _% s, u! e6 o  o* ~9 x! F將這些東西疊上幾千層，再用帶有端蓋的玻璃管進行壓縮，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，如此才能持續那么長的時間。
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但是這僅是科學家們的猜測，因為關于電鈴的詳細說明和細節早已丟失了，所以除了將其拆除，對內部結構進行研究，也沒有別的辦法了。只不過，現在科學家們不愿意直接拆除電鈴，因為這個實驗已經打破了多個記錄。

最耐用電池
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不僅成為了史上持續時間最長的實驗，并且也是史上最耐用的電池。

所以，現在只能等到電鈴沒電的那天，才有機會解開謎底了，但還需要多長時間，科學家們也未可知，我們也只能默默期待了。
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