【电的发展史1】 投稿：黎幵并

【电的发展史1】 投稿：黎幵并 【电的发展史1】 投稿:黎幵并 之后的 200 年中,又有很多人做过多次实验,不断积累对电现象的认识. 3.摩擦起电机的发明: 德国 朱利克( Ott von Guerick,1602-1686) 1660 年制造摩擦起电机. 4.发现静电可传播: 英国: 斯蒂芬?格雷(Stephen Gray1669-1736 年) 英国发明家,研究领域:电学和天文学. 发现了某些物质可以由一端传电到另一端(因此由此类导电物体的一端产生静电，则此 静电可传播分布至物体各处，使该物体全部都有带电的性质) ，因此物质可以分为导电的(导 体)及不导电的(绝缘体)两类，当时已知除了金属外，人体亦是导体. 5.发现同种电相斥,异种电相吸: 法国:查尔斯?杜菲(Charles du Fay 1698-1739 年) 可以说是当时深入探讨静电现象的第一人,他由众多的实验中发现,几乎所有的物体都可 以摩擦生电,有此推翻了 Gilbert 的想法(物质可分为可生电的、不可生电的)两类,并且它更仔 细地发现,所产生的电有两种,带有异种电者会相互吸引,带有同种电者会相互排斥.他称这两种 电为(像琥珀所生的电)和(像玻璃所生的电),他更进一步想用(二流体学说)来说明已知的静电 现象. 二流电液论: 杜费认为物质中存在两种相反的电液,摩擦的作用是使两种相反的电液分开,结合时彼此 又会中和. 6. 用正、负描述电，提出“电流” 术语，证明雷就是电(十八世纪): 美国:本杰明?富兰克林(Benjamin Franklin 1706-1790) 除了欧洲的静电学发展外,当时被认为是(殖民地)的美洲亦有很大的贡献,这是以富兰克林 为首的一群爱好科学的美国人努力的结果. 1717 年 3 月 11 日给 Collinsonr 的信中描述尖的物体比其它形状更能吸收电和放电， 虽然其它学者也发现过类似的现象,但他是将此后世被称为【尖端放电】的现象加以强调,并且 将他运用制造避雷针的第一人,在同一封信中他以提出他对(一流体说)的看法,并且首先使用正、 负来描述不同的电. 杰明?富兰克林又做了多次实验，进一步揭示了电的性质，并提出了电流这一术语。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” ) 。所谓放电就是从正电流向负电的过程。富兰克林的这一说法， 在当时确实能够比较圆满地解释一些电的现象，但对于电的本质的认识与我们现在的“两个 物体互相磨擦时，容易移动的恰恰是带负电的电子”的看法却相反 1737 年前事富兰克林亦相信雷是空气中稀薄的硫所引起的爆炸， 然而 1749 年初夏他提 出放电现象的理论. 他接着提出问题:由于电气流的性质(1.会发光( 2.发光的颜色为特有. 3.放电的轨迹会 弯曲. 4.放电的速度很快. 5.金属会导电. 6.爆 炸时产生特有的声音. 7.可留在冰及水中. 8.放电 通过的路程会使物质裂开. 9.可电死动物. 10.可熔金属. 11.使不燃性物质烧起来. 12.有硫磺的 臭味),与雷的性质一致，因此雷会不会像存在云中的电一样可以由尖端(放掉)所储存的电, 然后他写下了如下的实验建议: 想利用尖端作用把雷光拉到地面上来，他的计划是:做一个像哨兵用的小屋，其大小可 供一人站在电气台上(及静电用的实验台)上的程度，将他放在高塔似的尖塔上，由电气台 中央引出上端磨尖的铁棒，并在层外往上升 2-30 尺，当低的云通过此屋时，此层的尖端会 引入云上的电，当人带电而发生火花。 假如自用上述方法可证明雷可以用尖端引下来，尖端有如此功能的知识将可保证居屋、 教堂及船只免受雷击。 1750 年 7 月他将此内容写给 Collinson，而 Collinson 就将他的信提到皇家协会报告， 并将他的信出版，这些论文不仅引起了协会会员的惊讶及注意，整个欧洲科学家也注意此论 文，并且有很多人想尝试此实验。 富兰克林想尽办法实现这一实验(包括发行彩卷) ，但得不到如意的协助。 一方面法国的科学家受法王的辅助做实验， 在 1752 年 5 月 10 日看守此实验的士兵看到 了放电，实验的成功轰动了全世界，而接着有很多地方追试实验，富兰克林本身确认为此实 验不够完整来证明电， 他就进一步想出一个新点子， 这就是使他成名的利用风筝 (引雷下来) 的实验. 他在给 CollinsonR 的信中说: 用两个小木片缚成十字架风筝的骨架， 再用丝的手帕缚在 骨架四端即成风筝，并在风筝上端夹住一尖头的铁线，风筝另一端用绢丝连接，在连接处挂 一把钥匙;他带着儿子两人到荒野，为了避雨就在临时的小屋内放风筝，当雷电通过时，很 兴奋地期待，但一个月后有没有变化，而快到绝望时，忽然看到线上的钥匙张直，他就用手 指靠近钥匙， 果然产生了强的火花,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,证明了空中的闪电就是电,并因此创造出了世界上第 一根避雷针. 1752 年 9 月信中，他描述在他家门口立了根铁棒，并结两个铃，使其带电会响，自用 此装置做了很多次实验，并得到(大多数的雷电是带负电)结论，当然有很多追试的实验， 也发生了实验学者电击而亡的事故. 1754 年在欧洲教堂立了第一根避雷针， 然而美国在 1760 年才由富兰克林建了 (费城的) 第一支避雷针，直到 1782 年，费城的避雷针才超过 400 支. 7.放电现象的发现: 普鲁士(德国的前身):克莱斯特(Ewald Georg von Kleist，1700-1748) 1745 年普鲁士(德国的前身)的一位副主教克莱斯特(Ewald Georg von Kleist， 1700-1748)在实验中克莱斯特利用导线将摩擦所起的电引向装有铁钉的玻璃瓶。 当他用手触 及铁钉时，受到猛烈的一击，他由此发现了放电现象. 8.莱顿瓶(电的储存): 荷兰:马森布罗克(Pieter von Musschen,1692,1761) 1746 年， 荷兰莱顿大学的物理学教授马森布罗克 (Pieter von Musschen,1692,1761) (如上左图)在克莱斯特发现的启发下发明了收集电荷的“莱顿瓶.因为他看到好不容易起得 的电却很容易地在空气中逐渐消失，他想寻找一种保存电的方法.有一天，他用一支枪管悬在 空中，用起电机与枪管连着，另用一根铜线从枪管中引出，浸入一个盛有水的玻璃瓶中，他 让一个助手一只手握着玻璃瓶，马森布罗克在一旁使劲摇动起电机.这时他的助手不小心将另 一只手与枪管碰上，他猛然感到一次强烈的电击，喊了起来.马森布罗克于是与助手互换了一 下，让助手摇起电机，他自己一手拿水瓶子，另一只手去碰枪管. “我想告诉你一个新奇但是可怕的实验事实，但我警告你无论如何也不要再重复这个实 验。……把容器放在右手上，我试图用另一只手从充电的铁柱上引出火花.突然，我的手受到 了一下力量很大的打击， 使我的全身都震动了， ……手臂和身体产生了一种无法形容的恐怖感 觉。一句话，我以为我命休矣.” 虽然马森布罗克不愿再做这个实验，但他由此得出结论:把带电体放在玻璃瓶内可以把 电保存下来.只是当时搞不清楚起保存电作用的究竟是瓶子还是瓶子里的水，后来人们就把这 个蓄电的瓶子称作“莱顿瓶” ，这个实验称为“莱顿瓶实验”.这种“电震”现象的发现， 轰 动一时，极大的增加了人们对莱顿瓶的关注. 9.静电放电基本定律—库仑定律. 英国:蒲力斯特里(J.B.Priestley)与 1785 年法国:库仑(C.A.Coulomb 1736-1806) 1767 年英国的蒲力斯特里 (J.B.Priestley) 与 1785 年库仑 (C.A.Coulomb 1736-1806) 发现了静态电荷间的作用力与距离平方成反比的定律，奠定了静电的基本定律，即库仑定律. 起初 Coulomb 是在研究头发及金属线的扭转弹性，因此发明了极灵敏的扭转天平，天 平的主要部份是利用头发或细的金属线等吊一只两端有小金球(A，A1)的细棒，吊棒的线 上固定一个小镜，Coulomb 的实验即将两端小金球(A，A1)带电，并靠近另两个带电金属 球 B，B1，由于 AB 及 A1B1 所带电的互相作用，小棒就受到扭力，使其带电棒的线扭转， 线被扭转的角度和扭力成正比， 扭角及用线上镜子的反射夹角来决定， 因为他的灵敏度很高， 可量出微小力的大小. 当时牛顿的万有引力已发表一时， Coulomb 即用巧妙而精密的方法检验了电力和万有引 力一样，具有和距离二次方程反比的定律。对于静电的基本认识可以说就此完成，唯其机制 及理论一直在进步，可以说延伸到现代物理的基本核心问题---电力的由来和他力的关系，以 及电力和其它各种力是否可以用更高一层的统一真理来说明等等. 另一方面，静电的研究要等到发现持续的电压源、电流磁力和电力互相作用的关系，以 及持续变动的电磁场(电磁波) )以后才得到今天增益人类的科技. 10.电对肌肉运动的作用. 意大利:伽伐尼(Luigi Luigi Galvani,1737,1798) Galvani,1737 1780 年，意大利科学家伽伐尼 意大利科学家伽伐尼(Luigi Galvani,1737,1798)在一次解剖青蛙时有一个 在一次解剖青蛙时有一个 偶然的发现，一只已解剖的青蛙放在一个潮湿的铁案上 一只已解剖的青蛙放在一个潮湿的铁案上，当解剖刀无意中触及蛙腿上外露的 当解剖刀无意中触及蛙腿上外露的 神经时，死蛙的腿猛烈地抽搐了一下 死蛙的腿猛烈地抽搐了一下。伽伐尼立即重复了这个实验，又观察到同样的现象 又观察到同样的现象。 他以严谨的科学态度，选择各种不同的金属 选择各种不同的金属，例如铜和铁或铜和银，接在一起 接在一起，而把另两端 分别与死蛙的肌肉和神经接触， ，青蛙就会不停地屈伸抽动.如果用玻璃、 、橡胶、松香、干木头 等代替金属，就不会发生这样的现象 就不会发生这样的现象。他认为这是一种生物电现象，他的 他的《关于电对肌肉运 动的作用》论文于 1791 年发表. 年发表 11.稳定、持续电流装置的发明 流装置的发明(电池) : 意大利:亚历山德罗?伏打 伏打(Alessandro Volta，1745,1827) 1791 年意大利物理学家亚历山德罗?伏打(Alessandro 年意大利物理学家亚历山德罗 Volta，1745 1745,1827)得知伽伐尼 的这一发现，引起了他的极大兴趣 引起了他的极大兴趣，作 了一系列实验，甚至还在自己身上做实验 甚至还在自己身上做实验。他用两种 金属接成一根弯杆，一端放在嘴里 一端放在嘴里，另一端和眼睛接触，在接触的瞬间就有光亮的感觉产生 在接触的瞬间就有光亮的感觉产生. 他用舌头舔着一枚金币和一枚银币 他用舌头舔着一枚金币和一枚银币，然后用导线把硬币连接起来，就在连接的瞬间 就在连接的瞬间，舌头有 发麻的感觉.这些实验证明:电不仅能够产生颤动 电不仅能够产生颤动，而且还会影响视觉和味觉神经 视觉和味觉神经. 1793 年伏打发表一篇论文，总结了自己的实验，不同意伽伐尼关于动物生电的观点 年伏打发表一篇论文 伐尼关于动物生电的观点.他 认为伽伐尼电在质上是一种物理的电现象 认为伽伐尼电在质上是一种物理的电现象，蛙腿本身不放电，是外来电使蛙腿神经兴奋而发 外来电使蛙腿神经兴奋而发 生痉挛，蛙腿实际上只起电流指示计的作用 蛙腿实际上只起电流指示计的作用.伏打在伽伐尼实险的基础上 伏打在伽伐尼实险的基础上，致力研究两种不同 金属的接触.他得出了新的结论 他得出了新的结论，认为两金属不仅仅是导体，而且是由它们产生电流 而且是由它们产生电流的。用伏 打自己的话来说: 金属是真正的电流激发者 而神经是被动的。 金属是真正的电流激发者， 伏打并把这种电流命名 伏打并把这种电流命名为 “金 属的”或“接触的”电流. 伏打还发现当金属浸入某些液体时 伏打还发现当金属浸入某些液体时，也会发生同样的电流效应。 伏打开始是用几只碗盛了盐水， ，把几对黄铜和锌做成的电极连接起来， 就有电流产生。1800 年 3 月 20 日，伏打宣布了一个重要的发现，这 就是著名的 “伏打电池” (如右图) 。 他用 30 块、 40 块、 60 块或更多的铜片 (最好是用银片) ， 每一片都和一块锡片(最好是锌片)接触，并且用相同数目的水层或比纯水更好些的导电液 体层，如食盐水或碱水等，或是浸透这些液体的纸壳或皮革……。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，它们构成了电流回路。这是一种比较原始的电池，是 由很多银锌电池连接而成的电池组. 伏打证明这个堆的一端带正电，另一端带负电，当时引起极大的轰动。这是第一个能人 为产生稳定、持续电流的装置，为电流现象的研究提供了物质基础，也为电流效应的应用打 开了前景，并很快成为进行电磁学和化学研究的有力工具，促使电学研究有一个巨大的进展. 伏打的成就受到各界普遍赞赏，科学界用他的姓氏命名电势，电势差(电压)的单位，为“伏 特” (就是伏打，音译演变的) ，简称“伏”.第二部份:电与磁及发电机的发明 1. 发现电流的磁效应: 汉斯?奥斯特(HansØrsted，1777 年 8 月 14 日,1851 年 3 月 9 日) 1820 年丹麦奥斯特从电流展示了磁效应的起因(电流的磁效应). 奥斯特对磁效应的解释，虽然不完全正 确，但并不影响这一实验的重大意义，它证明了电 和磁能相互转化，这为电磁学的发展打下基础. 奥斯特发现的电流磁效应，是科学史上的重大发现，它立即引起了那些懂得它的重要性和 价值的人们的注意。在这一重大发现之后，一系列的新发现接连出现。两个月后安培发现了 电流间的相互作用，阿拉果制成了第一个电磁铁，施魏格发明电流计等。安培曾写道:“奥 斯特先生……已经永远把他的名字和一个新纪元联系在一起了( ”奥斯特的发现揭开了物理学 史上的一个新纪元( 2. 电磁感应现象的发现: 英国:迈克尔?法拉第(Michael Faraday，公元 1791,公元 1867) 1831 年法拉第利用磁场效应的变化,展示感应电流的产生,1851 年他又提出物理真正电力 线的概念,这是首次提供从电荷转移到电场概念的强调,揭示了电和磁之间不可分割的联系， 从 而使电能的大规模的使用成为可能( 3. 电磁场理论的数学式: 英国: 詹姆斯?克拉克?麦克斯韦(James Clerk Maxwell 公元 1831,公元 1879) 麦克斯韦的主要贡献是建立了麦克斯韦方程组，创立了经典电动力学，并且预言了电磁 波存在，提出了光的电磁说.麦克斯韦是电磁学理论的集大成者。他出生于电磁学理论奠基人 法拉第提出电磁感应定理的 1831 年，后来又与法拉第结成忘年之交，共同构筑了电磁学理 论的科学体系。物理学历史上认为牛顿的经典力学打开了机械时代的大门，而麦克斯韦电磁 学理 论则为电气时代奠定了基石. 1895 年 假设这些分裂性的电荷是电子,而电子的作用就依马克斯威尔电磁方程式的电 磁场来决定. 4. 证实电子是带负电的: 英国:约瑟夫?约翰?汤拇逊(Thomson，Joseph John 1856 年—1940 年) 1897 年英国汤姆生证实这些电子的电性是带负电性. 5. 带电粒子的存在: 伟恩 至于带正电粒子的存在,于 1898 年伟恩在观察阳极射线的偏转中发现,自此之后许许多多 的电子所带的电荷数量上相当于电子电荷,而这些基本粒子的电荷单位概念然有效成立,在这 些许许多多的粒子当中,只有两种粒子在地球上稳能存在,即电子与质子. 6. 发电机的发明: 1831 年，法拉第制出了世界上最早的第一台发电机。他发现第一块磁铁穿过一个闭合线 路时，线路内就会有电流产生，这个效应叫电磁感应。一般认为法拉第的电磁感应定律是他 的一项最伟大的贡献. 1866 年德国人西门子(Siemens)制成世界上第一台工业用发电机. 中国关于电的记录: 电是自然现象，在古代人们是通过‘闪电’发现它的存在的。在中国古代，古人认 为电的现象是阴气与阳气相激而生成的， 《说文解字》有“电，阴阳激耀也，从雨从申”。 《字汇》 有“雷从回， 电从申。 阴阳以回薄而成雷， 以申泄而为电”。 在古籍论衡(Lun Heng， 约公元一世纪，即东汉时期)一书中曾有关于静电的记载，当琥珀或玳瑁经摩擦后,便能吸 引轻小物体，也记述了以丝绸摩 擦起电的现象，但古代中国对于电并没有太多了解。待续 【电的发展史】 第一部份:电的起源到电池的发明 一.什么是电, 电是一种能量，它泛指一切因电子运动所产生的种种现象，而因现象的不同而有不同的 名称，如电压、电流、电磁等. 电是一种很神秘的东西,看不到、闻不到、也抓不著，只有被电到的时候才能感觉到它的… 【电的发展史】 第一部份:电的起源到电池的发明 一.什么是电, 电是一种能量，它泛指一切因电子运动所产生的种种现象，而因现象的不同而有不同的 名称，如电压、电流、电磁等. 电是一种很神秘的东西,看不到、闻不到、也抓不著，只有被电到的时候才能感觉到它的… 【电的发展史】 第一部份:电的起源到电池的发明 一.什么是电, 电是一种能量，它泛指一切因电子运动所产生的种种现象，而因现象的不同而有不同的 名称，如电压、电流、电磁等. 电是一种很神秘的东西,看不到、闻不到、也抓不著，只有被电到的 时候才能感觉到它的… 本文由第一文库网(www.wenku1.com)首发，转载请保留网 址和出处～