Оксфордский электрический звонок или Кларендонский сухой столб — это знаменитый физический эксперимент и самый долговечный в мире источник питания, беспрерывно работающий с 1840 года. Он находится в Кларендонской лаборатории Оксфордского университета и занесен в Книгу рекордов Гиннесса. Это был один из первых экземпляров, приобретенных для коллекции приборов священником и физиком Робертом Уокером.
Прибор не нарушает законов термодинамики; его работа прекратится, как только химическая энергия в элементах питания полностью иссякнет или сотрется металлический язычок.
Он установлен в коридоре, примыкающем к фойе Кларендонской лаборатории в Оксфордском университете (Англия), и до сих пор звонит каждые полсекунды. За годы эксперимента звонок совершил около 11 миллиардов ударов.
В основе эксперимента лежат две «сухие» вольтовые батареи (столбы Замбони), покрытые расплавленной серой для изоляции от влаги. Эксперимент работает так долго, что ученые до сих пор точно не знают внутреннего состава батарей, так как вскрытие разрушит этот уникальный образец. Они планируют изучить его химический состав лишь после того, как звонок окончательно умолкнет.
Предполагается, что они состоят из тысяч чередующихся дисков оловянной фольги и бумаги, пропитанной сульфатом цинка и диоксидом марганца, изолированных расплавленной серой, внутри которых содержится ровно столько воды, чтобы обеспечить проводимость, но не вызвать короткое замыкание.
Между двумя батареями подвешен металлический шарик (язычок) диаметром около 4 мм. Притягиваясь к одной из батарей, шарик получает заряд и отталкивается к другой, совершая колебания с частотой примерно 2 герца (два удара в секунду).
Для перемещения шарика требуется высокое напряжение, но сила тока ничтожно мала (на уровне наноампер). За более чем 185 лет работы система потратила лишь кулон электрического заряда, поэтому батареи почти не истощились.
Сейчас звонок помещен за двойное стекло и звучит слишком тихо, чтобы его можно было услышать, не находясь в абсолютной тишине.
Понять принцип электростатического движения шарика между сухими столбами помогут эти наглядные видео:
За исключением редких коротких перерывов, вызванных высокой влажностью, колокол звонит непрерывно с 1840 года, запустил его в работу преподобный Роберт Уокер (Robert Walker), профессор физики (в те годы физику в Оксфорде называли «экспериментальной философией») Оксфордского университета. На звонке до сих пор сохранилась записка, написанная его рукой: «Запущен в 1840 году».
Сам звонок был изготовлен в Лондоне известной фирмой по производству научных инструментов «Watkins and Hill» (Ваткинс и Хилл). Считается, что они собрали его еще в 1825 году.
Батареи же, которые питают звонок, работают по принципу «сухого столба», который разработал итальянский священник и физик Джузеппе Замбони (поэтому их часто называют замбониевыми столбами).