蓋裏克是一個多才多藝的人,當過35年馬德堡市的市長,對科學研究很感興趣。1650年他發明了抽氣機,後來又用它做過著名的馬德堡半球實驗,證明了大氣壓力的強大。1660年左右,他開始進行研究摩擦起電,在實驗中,他感到用手摩擦很費事,於是,他想,用什麼辦法能省一點兒事呢?經過多日的思考和準備之後,他終於製造出了省事的摩擦起電機。這台在當時最大的摩擦起電機可以說是曆史上第一台“起電機”。
蓋裏克的摩擦起電機實際上就是一個非常大的帶有一根長柄的硫磺球。這個起電機在今天看起來是多麼的簡單,但在當時已經是一個了不起的發明,它標誌著科學研究手段的進步。蓋裏克把大塊的硫磺用木棒敲成細小的碎塊後,放進一個足夠大的球狀玻璃瓶中,然後給這個玻璃瓶加熱,使裏邊的硫磺熔化,硫磺熔化後再向其中不斷地添加,直到熔化了的硫磺充滿燒瓶,然後向瓶中插入一根木柄,最後停止加熱。把瓶擱置到陰涼處冷卻,過一段時間後,硫磺冷卻了,把燒瓶打碎,就得到了一個比腦袋還大的黃色帶柄的硫磺球。蓋裏克把硫磺球放在一個木製的托架上,用一隻手握住木柄使硫磺球繞軸旋轉,另一隻手按在球麵上,手掌與硫磺球產生摩擦,從而產生了電。
蓋裏克用這個摩擦起電機做了許多有意思的實驗。他把摩擦過的硫磺球從架子上取下來,手拿著它的軸,把羽毛吸引到它上麵後,羽毛又被排斥而離開它。他拿著硫磺球排斥羽毛,不讓羽毛落下,使羽毛在空中飄浮,羽毛張開著,在某種程度上像活的一樣。他在試驗中發現,這羽毛喜歡靠近它前麵任何物體的尖端,並且能夠讓它粘著任何物體的突出部分。但是,如果在桌子上放一支點著的蠟燭,把羽毛驅趕到離燭火上方約一掌寬的距離時,羽毛便突然後退,並飛向帶電的硫磺球。這些實驗表明,蓋裏克已經觀察到物體的尖端對電的特殊作用以及燭火能使羽毛失去電的作用。
人類創造的東西,總是從簡單到複雜,蓋裏克的摩擦起電機雖然簡單,但他卻用它觀察到了許多重要的實驗現象,而且它是人類製造的第一個起電機器,他為後人創造出更大型、更先進的起電機,提供了一種方法,因此,它的意義也是不容低估的。
導體的發現
摩擦起電機的出現,為實驗研究提供了電源,對電學的發展起了重要作用。經過英國和德國科學家們改進的摩擦起電機,效力和威力都有提高,能夠產生強大的火花,特別是能從人身上產生出火花來,引起了世人的驚奇。這種由人工產生的新奇的電現象,也引起了社會的關注。不僅一些王公貴族觀看和欣賞電的表演,連一般老百姓也受到吸引。特別是在18世紀40年代的德國,整個社會都對電的現象產生了興趣,普遍渴求電的知識,電學講座成為廣泛要求,演示電的實驗吸引了大量的觀眾,甚至大學上課時的電學演示實驗,公眾都擠進去看,以至於達到把大學生擠出座位的地步。
就在這風靡世界的電的熱潮中,許多科學家都致力於電學的基礎研究,他們做了大量的實驗來驗證自己發現的電現象,同時也在這些實驗中探索著電的新世界。
在電的實驗研究中,邁出重要一步的是英國人斯蒂芬·格雷。這重要的一步是:發現了導電現象。格雷生於英國的一個手工藝家庭,精於工藝。1703年~1716年間致力於天文觀測工作,被譽為是細心而可靠的觀測者。1707年,劍橋大學一位教授請他幫助建造新天文台,這期間他有機會看到別人做電學實驗,很感興趣,於是他自己也試著做,這時他已是年過40的人了,他在電學上的貢獻,則是在60歲以後作出的。
1731年,他用玻璃作為摩擦帶電體來起電。他手裏拿著一根長的空心玻璃管,從頭至尾地摩擦它後,發現玻璃管能夠吸引羽毛,這說明玻璃管已經帶電。如果當初蓋裏克知道玻璃是一種良好的帶電體,他就不必剝去硫磺外麵燒瓶的玻璃了。格雷又把管子的兩端用軟木塞塞起來,摩擦玻璃管的一頭。這時,一件奇怪的事情發生了:軟木塞也能吸引羽毛,可是他並沒有摩擦軟木塞呀!格雷馬上意識到,是摩擦玻璃管時產生的電傳輸到軟木塞上了。