电的千年发现史

发布时间:2024-04-28 17:51:46

电的千年发现史
电,对现代社会极其重要。想象一下,现在要是没有了电,我们的生活将会是什么样子?电视机无法使用,电灯无法点亮,空调无法工作,手机电脑都无法上网等等,现代人的生活将陷入困境。
事实上,电从地球出现的时候就是有的,只不过是人类在相当漫长的一段时间里,不能清楚地认识它,更不能运用它。
远在2500 多年前,古希腊有一个叫塞利斯的人发现,用毛皮去摩擦琥珀,这块被摩擦过的琥珀能吸引一些像绒毛、麦秆等一些轻小的东西。那时候的人们无法解释这种现象,好说琥珀中存在一种特殊神力。他们把这种特殊神力称作“电”“电”这个词就是从希腊文的“琥珀”这个词演变而来的。
公元1600 年,英国医生吉尔伯特发现用摩擦的方法,不但可以使琥珀具有吸引轻小物体的性质,而且还可以使不少别的物体如玻璃棒、硫磺、瓷、松香等具有吸引轻小物体的性质。他把这种吸引力称为“电力”。吉尔伯特最早使用了“电力”“电吸引”等专用术语,因此许多人称他是电学研究之父。他的主要著作《论磁石、磁体和地球大磁石》全面论述了对磁体和电吸引的全部研究工作。
在吉尔伯特之后的200 年中,又有很多人做过多次试验,不断地积累对电的现象的认识。其中,1734 年法国人杜伐,做了一些用玻璃棒与丝绸摩擦、松香与毛皮摩擦的试验,在这些试验中,他发现有两种不同性质的电,一种是把玻璃捧用丝绸摩擦,玻璃棒能吸起像纸屑、木屑之类的轻小物体,这种吸引力称为带电现象。他将这根玻璃棒用丝线悬挂起来,再将另一根与丝绸摩擦过的玻璃棒靠近它,发现这两根棒相互排斥,于是他就把玻璃棒带的电,称为“玻璃电”(即正电);另一种是把松香用毛皮摩擦也产生带电现象,把用毛皮摩擦过的松香靠近用丝绸摩擦过的玻璃棒,发现这两者相互吸引,于是他称松香所带的电为“松香电”(即负电)。这就是人们所讲的同性电相互排斥、异性电相互吸引的现象。杜伐发现了这些现象,也作了最早的理论解释。
此后,观看电的实验成为人们的一种娱乐。1745年,普鲁士的一位副主教克莱斯特做了一个很有趣的实验。他利用一根导线将摩擦起电装置上的电引向装有铁钉的玻璃瓶,使瓶子充电,当他的手触及铁钉时,突然感到猛烈的一击。这是一次放电现象,铁钉上聚集的电穿过人体,使人感受到强烈的电的震动。

1746 年,荷兰人莱顿在上述实验的启发下做成了莱顿瓶。莱顿瓶是在玻璃瓶外面和瓶内均贴上像纸一样的银箔,把摩擦起电装置所产生的电用导线引到瓶内的银箔上面,而把瓶外壁的银箔接地,这样就可以使电在瓶内聚集起来。如果用一根导线把瓶内的银箔和瓶外壁的银箔连接起来,则产生放电现象,引起电火花,发生响声,并伴随着一种气味。

古希腊科学家亚里士多德在所著的《动物志》一书中曾描述过一种能够放电击毙小动物的电鳐。18 世纪中叶有人把这种鱼带到英国,引起当时生物学家很大的兴趣,当人用手去
碰这种鱼的头部或身体的下部时,便会感到猛烈的一击(即电击)。于是人们就想起了刚刚发明不久的莱顿瓶。此后,电鳐电击来自放电,便没有人怀疑了。
真正对电的应用作出重大贡献的是美国学者富兰克林。
发现“电流”是富兰克林的第一大贡献。他在1747 年给朋友的信中提出关于电的“单流说”。他认为电是一种没有重量的流体,存在于所有的物体之中。如果一个物体得到了比它正常的份量更多的电,它就被称之为带正电(或“阳电”.如果一个物体少于它正常份量的电,它就被称之为带负电(或“阴电”. “捕捉天电”是富兰克林对电学的另一大贡献。1752 年的某一天,富兰克林用金属丝把一个很大的风筝放到云层里去。金属丝的下端接了一段绳子,另外金属丝上还挂了一串钥匙。当时富兰克林一手拉住绳子,用另一手轻轻触及钥匙。于是他立即感到一阵猛烈的电击,同时还看到手指和钥匙之间产生了小火花。这个实验表明:被雨水湿透了的风筝的金属线变成了导体,把空中闪电的电荷引到手指与钥匙之间。富兰克林在美国费城的实验惊动了教会,他们斥责他冒犯天威,是对上帝和雷公的大逆不道。然而,他仍然坚持不懈,而且在一年后制造出世界上第一个避雷针;终于制服了天电。人类从此找到了电的实际应用价值。
1753年,俄国科学家里希曼在屋顶上装了一根导线通到实验室,想用验电器来观察雷电现象。那时正逢雷雨交加,一个火球从上面传了下来,结果里希曼遭雷击而死亡。里希曼为科学研究献出了自己宝贵的生命。
意大利的解剖学教授伽伐尼,被人们认为是最早开始电流研究的人。据记载,1780 伽伐尼解剖室内桌子上与钳子和镊子环接触的一只青蛙腿发生痉挛。严谨的科学态度使他没有放弃对这个“偶然”现象的研究,他花费了整整12 年的时间,研究像青蛙腿这种肌肉运动中的电气作用。最后,他发现如果使神经和肌肉同两种不同的金属(例如铜丝和铁丝)接触,青蛙腿就会发生痉挛。这种现象是在一种电流回路中产生的现象。在这里,蛙腿的肌肉是导体回路的一部分,肌肉和两种不同的金属丝构成了世界上第一个电流回路。肌肉的痉挛表明有电流通过,起到了电流指示器的作用。根据这种现象,他还制成了“伽伐尼电池”但是,伽伐尼对这种电流现象的产生原因仍然未能回答,他认为蛙腿的痉挛现象是“动物电”的表现,由金属丝构成的回路只是一个放电回路。
伽伐尼的看法在当时的科学界引起了巨大的反响,人们自然地联想到海洋当中的一些带电的鱼,如电鳗、电,人们在海中如果被这种鱼触及身体,也会有电击的感觉。这说明在一些动物体内也贮存着电。
但是,另一位意大利科学家伏打不同意伽伐尼的看法,他认为电存在于金属之中,而不是存在于肌肉中。两种明显不同的意见争论十分激烈,每一方都指责对方是异端邪说。 1800 年春季,伏打根据他自己看法发明了著名的“伏打电池”这种电池是由一系列圆形锌片和银片相互交迭而成的装置,在每一对银片和锌片之间,用一种在盐水或其他导电溶液中浸过的纸板隔开。银片和锌片是两种不同的金属,盐水或其他导电溶液作为电解液,

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