五千年(敝帚自珍)

主题:【原创】电的故事 -- 温暖的夜

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家园 序——电的发现

注:由于是重温历史,所以假设我们现在并不知道任何关于电的东东。

公元前600年,希腊七侠之一的泰勒斯在家玩弄一块珍贵的琥珀,恋物癖发作,不断反复用自己的长袍去摩擦琥珀,让它看起来更光亮,最后把它放在桌上,突然,泰勒斯发现桌上的一片羽毛向琥珀飘去。泰利斯拿开羽毛,一松手,羽毛依然被琥珀吸住了。泰兄不知道为什么琥珀可以吸引小物体,但是他还是把这个现象记录下来。

《吴书》曰:虞翻年十二,客诣翻兄,不遇之,乃与客书曰:“虎魄不受腐芥,慈石不受曲针。”这句虎魄不受腐芥很值得玩味。虎魄不受腐芥,那么虎魄必然有“受”的东西,那么倒底是“受”什么,也就可想而知了。

古人在很早便发现静电现象,可是却未总结出静电。一直到16世纪末,才有人对静电现象进行了深入研究。并且提出了英语中“电”感念,electricity,这个词来源于古希腊字“ηλεκτρου”,它本来的意思是“琥珀”。

这位“电学之父”较少出现在物理课本上,以至于当和别人谈起吉尔伯特这个名字时,通常对方的反应是他进了几个球。他用琥珀、金刚石、蓝宝石、硫磺、明矾等做样品,作了一系列实验,发现经过摩擦,它们都可以具有吸引轻小物体的性质。当时已经有了磁的概念,吉尔伯特指出,琥珀现象与磁现象有本质区别的另一类现象,他第一个称电吸引的原因为电力。为啥不同呢?经过实验,带电体被加热或放在潮湿的空气中,它的吸引能力就消失了,这显然和磁体不同。

吉尔伯特还发明了第一只试验用的验电器。原理很简单,他用一根极细的金属棒,中心支承在支座上,使棒可以自由转动。当摩擦后的带电物体靠近金属棒时,金属棒会被吸引而向带电体转过来。由此可以探测物体是否带电。

吉尔伯特首次证实电是可以人为产生的,自从他去去世以后的半个世纪,电学的发展缓慢。

直到1660年,继吉尔伯特之后,马德堡市长格里克继续做起摩擦起电实验。这位一般人都比较脸熟,因为他强迫很多马去拉开一个抽空空气的球,还以此为乐。做静电实验时,他把小硫磺球放在木盘中滚动,由于摩擦而使硫磺球带电,当其他东西与硫磺球接触的瞬间,便会产生电火花。1672年,他又做了改进,把更大的硫磺球装在一个轴上,用架子架起来,摇把使硫磺球旋转,用手或布接触球体,就能摩擦起电,产生比以往大得多的电荷.这在当时可算得上是一台比较完善的摩擦起电机了。

这时,一些科学巨匠,例如牛顿和波义耳等都先后注意到静电现象,可是未做出深入研究。对静电研究起决定性作用的是两位小人物。

英国人格雷是一位染匠,晚年在英国卡尔特修道院靠养老金生活。但他不因此而虚度光阴,在修道院里做起了静电实验(格雷:哥玩的不是静电,是寂寞)。1729年,格雷在实验中发现,插在带电玻璃管端部的软木塞也能够像玻璃管那样吸引羽毛,这位老人敏感地意识到木塞不是靠摩擦而是靠传导带电的,这可是一个了不起的发现。格雷通过实验发现,金属丝、湿绳子等能传导电,而蚕丝等不能传导电。1733年,格雷正式发表了他的研究成果。

杜菲是法国皇家花园的管家,他在格雷的基础上继续进行研究。发现玻璃带电和琥珀带电是不同的,他总结出”同性相斥,异性相吸“的规律,并改进了尔伯特的验电器作了改进,制成了金箔验电器。当通电时,金箔会打开。

值得一提的是,杜菲开创了用电“自虐”的先河,他曾用自己的身体作带电实验。他让别人用丝绳把自己吊起来,当他身体带上电而别人靠近时,他感觉到针刺般的电击。之后在电学发展史上,出现了用电容自虐的莱顿热等潮流,这不得不说明人们对新鲜事物的探索和好奇,至少现在没有哪个傻瓜会没事想电自己一下。

至此,人类发现了静电现象,并知道了异性相吸,存在导体等规律。此时还没有任何理论基础出现,围绕这些现象,背后的思考开始展开,电学也开始发展了。

通宝推:一无所之,
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