正文 第3章 富蘭克林靜電實驗(1)(1 / 3)

電,在科學與信息技術高度發達的今天,對我們每個人都是如此熟悉。不要說工廠裏巨大的電爐,機井旁的電動機,鐵道上的電動機車,就是在我們的日常生活中,電器已悄悄地走進各家各戶。電燈、電話、電視、電冰箱已隨處可見,就連廚房裏也有電飯鍋、 電炒鍋之類的電家夥。現代化的生活離不開電,現代工農業生產也離不開電,現代科學技術更是離不開電!

對我們人類來說,電是如此的重要和神奇,可它卻是無形的,除了被電擊以外,我們既看不見它,也摸不著它。那麼,人類是怎樣認識電和懂得使用電的呢?這確實是一個很吸引人的問題。

電學的發展曆史告訴我們,人類關於電的知識,是從發現摩擦過的琥珀吸引草屑開始,經過兩千多年的廣泛探索和逐步積累,才達到今天的水平的。人類對它的認識,是靠實驗一點一點地前進和逐漸深入的。

電學的係統研究始於1600年,從吉爾伯特的工作開始的,這一時期的實驗都集中於靜電方麵,許多物理學家置身於自然界的種種現象之中,不顧個人生命的安危,為探求真理,譜寫了一曲曲動人的篇章。

古代人對電的認識

一個原來不帶電的物體,經過摩擦以後,就能吸收質量輕小的物體,這是我們今天人所共知的最起碼的靜電現象。這一現象和西方一樣,也是很早就被中國古代勞動人民發現了。但是,人們當時由於文化知識及認識水平的低下,並沒有對這一現象給予確切的解釋和說明,其實,這就是我們今天所說的摩擦起電現象。

“瑁吸衤若”是在西漢末年,人

們發現的最早的摩擦起電現象。“瑁”就是我們今天所說的玳瑁,是一種海生爬行動物,外形跟龜非常相似,它的甲殼呈現黃褐色,非常光滑,上麵長有黑斑,是一種絕緣體,但經過摩擦後就能帶電,然後把它靠近輕小的物體,如紙屑、草屑等,它就能將這些輕小物體給吸走,有時甚至能將紙片、草屑等吸到它的上麵。當時,人們發現了這種現象,感到非常奇怪,不可思議。人們對這種奇怪現象的解釋五花八門,各式各樣,這其中似乎有一定道理的解釋是東漢王充的觀點。

王充認為,經過摩擦後的玳瑁之所以能夠吸引輕小物體,是因為玳瑁和這種物體具有相同的“氣性”,從而能夠相互感動的緣故。後來,人們發現,經過摩擦後能夠吸引微小物體的現象並不是玳瑁所獨有的。摩擦後的琥珀能夠吸引草屑。人們用漆木製成的梳子梳理頭發,頭發會被梳子吸引而顯得稀疏、蓬鬆。質料不同的內衣和外衣發生摩擦時會有微小的“劈啪”

聲,甚至在人們脫衣服時會在空氣中產生小火花。所有這些現象,都可以用摩擦起電來解釋。可見,中國早在公元前後就發現了摩擦起電現象。這些遠古的發現,正是人們認識電的偉大開端。

早在公元前16至11世紀的殷商時代遺留下來的甲骨文中,人們就發現有雷字。西周時代的青銅器上也有電字。這說明,人們對雷電現象的認識也是很遙遠的。在我國古代,人們對於雷電的傳說是非常神秘,而且富有迷信色彩。當人們聽到天上傳來的隆隆雷聲時,他們會緊張地躺到某個角落裏。因為他們認為,雷是天神發怒時的表現,雷聲是天神的怒吼聲,那伴隨雷聲的亮光是天神高舉的火把。也有人認為,雷電是陰陽兩氣鬥爭的產物,因為他們發現有雲才有雷。隆隆雷聲是陰陽兩氣相互作用的聲音,陰陽兩氣相互作用同時還會產生一種閃光。閃光若擊中人,人就會死掉;擊中樹木,樹木就會折斷;擊中房屋,房屋就會倒塌。還有人認為雷電就是火,它可以燒焦人的頭發、皮膚和草木。

總之,雷電在古代大多數人們眼中是神奇又有威力的偉大力量,他們像對待上帝一樣,敬畏它,任憑它的擺布和主宰。與此同時,也有一部分人注意到,雷電在它肆意地宰割大自然的時候,似乎並不是千篇一律的,它對金屬物質、漆器、皮革等物質產生不同的效果,這些物質對雷電引起的電流和升溫效果極不相同。這一發現,可以說是近代電學中關於導體和絕緣體概念的萌芽。

第一台起電機的誕生

17世紀,人們開始了對電的係統研究。開始的時候,人們對電的研究還隻限於靜電方麵。當時,摩擦起電是人們獲得電的惟一方法,要做較大型的電學實驗,需要大量的電,僅靠手工摩擦物體所帶的那點電還太微小。所以,人們在這一需要的壓力下,努力地想辦法來改進當時的摩擦起電工具。第一台摩擦起電機是德國的馬德堡市的市長蓋裏克發明的,大約是在1660年。