手持金属探测器的工作原理(金属探测器救总统失败 进化后挽救了更多人)
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手持金属探测器的工作原理(金属探测器救总统失败 进化后挽救了更多人)
追溯起来金属探测器诞生，却是一个彻头彻尾的败笔。日常生活中，我们经常与金属探测器打交道。公共场所常配备有门状的金属探测器，负责安全检查的工作人员只要手持一个便利的小机器在你身侧轻轻一扫，就能精确地将金属物件定位。这项发明不仅给我们提供了安全和便利，同时在工业上也有广泛的应用，可以说是非常成功的发明。
常见的金属探测器安检（securityprousa.com）
然而，追溯起来金属探测器诞生，却是一个彻头彻尾的败笔。背后的故事也许会让很多人吃惊。
从总统刺杀事件说起
早在18世纪中期，在淘金热时代，就有科学家和商人梦想着要发明一种可以定位地下金属的机器，然而一直没有成功。由于科技水平有限，当时还没办法创造出探测距离足够远、效率足够高的金属探测器。
人类历史上第一个投入实际应用的金属探测器和采矿业其实完全没有关系。它的诞生可能要追溯到1881年7月2日华盛顿的总统被刺杀时。
那一天，当时就职还不到4个月的美国总统詹姆斯·加菲尔德（James Garfield）在火车站遭到枪击，袭击他的人是一个患有精神病的潦倒律师。加菲尔德总统挨了两枪，一枪擦过了手臂，一枪则穿过他的后背打断了他的肋骨，并深埋在他的腹部里。12位外科医生团团围住总统，各种手术器械探查伤口，都没办法找到子弹，子弹不取总统的性命危在旦夕。
加菲尔德总统（Wikipedia）
换在今天，X光就可以轻松定位子弹的位置，但是那时并没有x光。正巧前几天（6月25日）大发明家贝尔（Alexander Bell）画了金属探测器的设计草图，此刻为了挽救总统的性命，只能尽快将草图变现，制作出了现代第一个可用的金属探测器。
贝尔1881年6月25日画下的金属探测器的设计图（govst.edu）
失败的救命稻草
7月26日，贝尔带着他的金属探测器套装风尘仆仆地赶来，可以说是及时雨，这个治病策略也让各位愁眉苦脸的医生们松了一口气。可是这个金属探测器在总统身上使用的时候，却发现信号非常不稳定，显示子弹位置也不确定。自马当活马医，医生选择了其中一个位置开刀，却没有找到子弹，探测器的方案就这样宣布失败了。
贝尔的金属探测器（scitechantiques.com）
可是为什么会失败呢？贝尔的发明其实在理论上是可行的，在探测器里装着一个能够产生磁场的通电线圈。有金属靠近磁场就会发生变化，这个变化可以通过一个附加的磁力计检测出来。当磁力计检测到异常的时候，听筒里就会发出噪音，通过聆听听筒就可以知道有没有金属的存在。原来，总统腹部的子弹没办法找到，是因为总统躺在一张内部含有金属弹簧的床上，弹簧干扰了探测器，导致了信号的不稳定。
在床边寻找子弹的示意图（historycollection.co）
可惜的是，当时并没有找到这个原因。总统肚子里的子弹迟迟取不出，情况一天比一天恶劣。 9月19日，苦熬了两个多月的加菲尔德总统因为伤口感染而逝世，他从95千克急速消瘦到了59千克，去世的时候子弹还在腹内。
贝尔（Wikipedia）
金属探测器的进化
尽管贝尔的金属探测器没能拯救总统的性命，但它确实是一个可用的仪器，并且很快被投入军事用途，用以寻找和清除地雷。两次世界大战期间，金属探测器挽救了许多人的生命，即便是在战后，欧洲也大规模地使用金属探测器来寻找未爆炸的炸弹。
广泛用于战场的金属探测器（kingdetector.com）
与之同时，也有人发明了另一种形式的金属探测器，这个人名叫格哈德·费舍尔（Gerhard Fisher）。费舍尔经常使用无线电机器，而他发现每次只要在矿石丰富的地区使用无线电的时候，信号总是会失真。他一开始觉得仪器坏了，但后来意识到是无线电和金属之间形成了干扰，于是便试着用这个原理来制作金属探测器。1925年，费舍尔获得了第一台便携式金属探测器的专利。
和贝尔的金属探测器相比，费舍尔的金属探测器更加优秀。贝尔利用的是电磁感应，探测距离很小、而且信号相对很弱、很费电、机器也很笨重，而费舍尔的无线电探测器则在任何方面都胜过他。现代的便携式金属探测器源自费舍尔的模型，后来也经过了不少发明家的改进，变得更加轻便、灵敏和易于使用，成为了现代生活不可或缺的高效工具。
食品工厂里正在经过金属探测器的面包（foodengineeringmag.com）。
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参考文献：
1. "The Death of President Garfield, 1881". www.eyewitnesstohistory.com. Retrieved August 3, 2019.
2. Grosvenor, Edwin S. and Wesson, Morgan. Alexander Graham Bell: The Life and Times of the Man Who Invented the Telephone. New York: Harry N. Abrahms, Inc., 1997.
3. Graves M, Smith A, and Batchelor B: Approaches to foreign body detection in foods, Trends in Food Science & Technology.
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