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1 電流的發現. 2 伽伐尼 (Luigi Galvani) 1737-1798 ( 醫生 ) 伏特 (Alessandro Volta) 1745 - 1827 ( 物理學家 ) 與 兩名意大利科學家對電流本質的一場爭辯.

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1 1 電流的發現

2 2 伽伐尼 (Luigi Galvani) ( 醫生 ) 伏特 (Alessandro Volta) ( 物理學家 ) 與 兩名意大利科學家對電流本質的一場爭辯

3 3 伽伐尼 解剖青蛙時, 伽伐尼留意到 青蛙腿抽搐 起源 … 伽伐尼無意中的觀察 有甚麼原因令青蛙在死後 , 腿部仍會抽搐? 點擊觀看

4 4 伽伐尼 在靜電儀旁進行解剖時, 青蛙會抽搐! 伽伐尼的更多觀察 打雷時青蛙也會抽搐!

5 5 伽伐尼的實驗裝置 1: 雷電 刺激青蛙腿 伽伐尼的實驗裝置 2: 靜電儀刺激青蛙腿 伽伐尼 抽搐可能與電力有關...

6 6 更多觀察 即使天氣風和日麗、遠離靜電 機,可是當伽伐尼用青銅鈎穿 過青蛙的脊椎神經並把青蛙掛 在鐵鑄的欄柵時,青蛙腿部仍 會抽搐。 伽伐尼開始進行一系列研究來測試他的構思 他把園子的佈置搬進實驗室。 把青蛙放在鐵碟上,用青銅鈎穿過青蛙的脊椎神經時, 青蛙腿部同樣出現抽搐的情形。 ( 當時沒有打雷也沒有靜電機 )

7 7 伽伐尼根據他的觀察 作了甚麼結論? 進行解剖時觀察到青蛙腿的抽搐 進一步觀察 : 在靜電機旁或在行雷時,青蛙腿也會抽搐 立論 : 抽搐與電力有關 探究 : 證實即使缺乏外界的電力供應(靜電機和打雷) 仍會出現抽搐 結論 : 動物的身體帶電 ( 他命名為「生物電」 ) 伽伐尼

8 8 可是另一個意大利科學家 伏特卻對伽伐尼的解釋存有 懷疑... 伽伐尼 「電力來自動物本身」 伽伐尼的弟子走訪歐洲各地,公開示範青蛙腿抽搐 他們利用各種不同的動物來作示範 相信伽伐尼的人數不斷上升 伏特

9 9 伏特的不同見解 他將矛頭指向伽伐尼在實驗中使 用的各種金屬 他認為只有當進行解剖時或在實 驗裝置中使用兩種不同的金屬時 才會出現抽搐 伏特 「電力來自外界,而不是青蛙本身。」

10 10 試思考這些問題... 要是沒有人質疑伽伐尼的「生物電」理論,哪會 出現怎樣的情況? 受到伏特的挑戰,伽伐尼要作進一步的探究尋找 更多證據支持自己的理論,而伏特亦要尋找更多 證據來挑戰伽伐尼的觀點 懷疑的態度對於科學知識的增長有重要地位 試提出為甚麼伏特和伽伐尼對同一觀察現象 (青蛙腿抽搐)會有不同的理論 ? 試玩一個遊戲...

11 11 這個符號代表甚麼?

12 12 有些人把這個符號 理解為向右前行

13 13 音樂家可能把這個符號理解為「漸弱」

14 14 a + b > 12 數學家可能把這符號理解為 「大於」

15 15 觀察結果不一定客觀 觀察結果可能受個人背景或學術訓練影響 伏特:物理學家的觀點 與 伽伐尼:醫生的觀點

16 16 試描述這幅畫

17 17 試描述這幅畫

18 18 我們的觀察結果經常受個人的已 有知識及個人主觀意願影響 觀察結果其實是滲入了理論的

19 19 Q: 假設你是伽伐尼,你會舉甚麼證據來支持 你的「生物電」理論? Q: 現在假設你是伏特,你會舉甚麼證據來支 持你的理論 : 需要兩種不同的金屬才能令青 蛙的身體抽搐? 「生物電」與「金屬電」 科學建基於證據,唯有證據才是最重要。證據有助建立 或駁倒科學知識。

20 20 伽伐尼證明即使在解 剖時使用兩種相似的 金屬,青蛙腿亦會抽 搐 伽伐尼 伏特 伏特反駁即使金屬看似相同,但其實亦 有細微的分別 第一回合 點擊觀看

21 21 第二回合 伽伐尼成功示範即使沒有任何金 屬,青蛙腿也會抽搐! (只要觸碰到青蛙腿的神經部位) 伽伐尼 這似乎是一項無懈可擊的證據!

22 22 刺激坐骨神經能令青蛙腿抽搐 。 其實伽伐尼刺激了青蛙的坐骨神經 坐骨神經

23 23 青蛙坐骨神經的位置 坐骨神經是位於下半身的一條大神經線,是體內最長的單一 神經線。

24 24 第二回合 伽伐尼不用金屬也能使青蛙腿抽搐 伽伐尼是否打敗了伏特的「金屬電」理論呢? 還未... 伏特把整隻青蛙也棄掉了!

25 25 第二回合 伏特的實驗:把鋅片和銅片交替叠起,兩者之間 由浸有氯化鈉溶液(電解質)的棉花團分隔。如 圖示會出現重覆的火花,也就是電力。這是歷史 上首個可以不停供應電流的電池,後人稱之為伏 特電堆。 伏特電堆的圖片 重覆出現火花 電解質 鋅 銅 1 單元

26 26 Q: 你已經知道了伏特和伽伐尼的所有證據,試選 擇你會認同哪個說法。 哪些考慮因素會影響你對兩個理論的評價? 你支持伽伐尼還是伏特?

27 27 理由 1 :其他科學家都能輕易重覆得出伏特的實驗結果 (只要把兩種金屬放進氯化鈉溶液裏) 相對而言,伽伐尼的實驗較難成功重覆 (需要良好的技術來解剖和刺激青蛙腿的神經末端) 要是證據難以成功重覆,會影響一個 科學觀點的認受性。科學實驗必須要可重覆。 伽伐尼敗陣了(暫時)

28 28 理由 2: 伏特的實驗所產生的電流可以輕易透過重覆出現的火花來作 證明 可是,活細胞內的生物電流實在太微弱,而伽伐尼又沒有足 夠的科技(如示波器)來量度電流。 其實伽伐尼和伏特都沒有錯! 只是科技局限了科學發展! 伽伐尼敗陣了(暫時) 電流計 示波器

29 29 伏特電堆是首個能產生穩定電流的工具(歷史上首 個電池) 伏特的發現的重要性 … 1801 年, 伏特向拿破崙展示電池 意大利鈔票印有伏特的肖象和伏特 電堆以推崇他對科學的貢獻

30 30 伏特的發展的重要性 … 伽伐尼是首個科學家發現肌肉和神經細胞產生電力, 雖然受當時的科技所限,他無法證明這點。 電療法是指當肌肉被電流刺激而作出收縮的過程(這個 反應是由伏特以伽伐尼來命名以表揚他的發現)。 透過現代科技的幫助,現今 我們可以對神經細胞的功用 和構造作出深入研究。 細胞體 細胞核

31 31 從伏特和伽伐尼的爭辯,我們知道: 科學知識可受下列的因素而作出演進: - 新的證據 (伏特的證據駁回伽伐尼的「生物電」理論) - 科技進步 ( 當發明了可以測量生物電的儀器後,科學界才接納伽 伐尼的「生物電」 學說) 科學知識只是 暫時性的 你能舉出更多例子嗎?

32 32 從伏特和伽伐尼的爭辯,我們也學到抱持懷疑 的態度可以推動科學研究發展。 科學家的懷疑態度 Q. 你能舉出一些近期出現的事例證明抱持懷疑 的態度可以推動科學研究發展嗎?

33 33 這個故事也告訴我們... 偶然的觀察 見解 孜孜不倦地研究 他人的成果 科學發現 建立及發展 科學知識 + + 不足以成功


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