
【醫】 galvanic electricity
伽伐尼電(Galvanic electricity)是電化學領域的基礎概念,指兩種不同金屬在電解質溶液中發生氧化還原反應時産生的電流現象。該術語源自意大利解剖學家路易吉·伽伐尼(Luigi Galvani)在1780年進行的青蛙腿部神經電刺激實驗,其核心原理後被證實為金屬間的電位差驅動電子轉移形成電流回路。
在工程應用中,伽伐尼效應體現為金屬腐蝕現象,例如鐵與銅在潮濕環境中的接觸腐蝕。醫學領域則利用該原理開發出早期的電療設備,通過控制電流強度刺激神經組織。值得注意的是,伽伐尼電勢的量化遵循能斯特方程: $$ E = E^circ - frac{RT}{nF}ln Q $$ 其中$E^circ$為标準電極電勢,$R$為氣體常數,$T$為熱力學溫度,$n$為電子轉移數,$F$為法拉第常數,$Q$為反應商。
該術語與伏打電(Voltaic electricity)存在區别:伽伐尼電強調生物組織參與導電的特性,而伏打電指純粹金屬接觸産生的電流。現代電化學教材普遍采用"galvanic cell"指代基于該原理的原電池裝置。
“伽伐尼電”(Galvanic electricity)是18世紀末由意大利解剖學家路易吉·伽伐尼(Luigi Galvani)提出的概念,指動物體内存在的電現象。以下是詳細解釋:
伽伐尼在1780年的一次實驗中偶然發現:當助手用金屬解剖刀觸碰被剝離的青蛙腿神經時,附近的起電機産生火花,蛙腿隨之抽搐。他推測這種現象源于動物體内儲存的“動物電”,認為肌肉和神經通過電流傳遞信號,金屬僅作為導體将其激發。
伽伐尼提出,動物組織(如肌肉和神經)本身具有類似萊頓瓶的儲電能力,電的釋放導緻肌肉收縮。但後續研究表明,青蛙腿的抽搐實際是由兩種不同金屬與體液接觸産生的電流(即原電池效應)引起,而非動物體内固有電。這一修正由伏打(Alessandro Volta)完成,并催生了伏打電堆的發明。
現代科學證實,生物電本質是細胞膜内外的離子濃度差形成的電位(如靜息電位、動作電位),而非伽伐尼設想的“儲存電”。例如,心肌細胞的規律放電可通過心電圖檢測,這正是伽伐尼研究的延伸。
“伽伐尼電”雖基于錯誤假設,但其曆史意義重大,标志着人類首次系統探索生物電現象,并間接推動了電池的發明與電學應用的發展。
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