365bet线上投注_.365bet_365bet怎么充值职教网

?找回密码
?立即注册

QQ登录

只需一步,快速开始

扫一扫,访问微社区

来电的前世今生

2016-8-23 01:35| 发布者: admin| 查看: 305| 评论: 0

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(一种天然宝石),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,只好说:琥珀中存在一种特殊神力。他们把这种特殊神力称作。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(15441603)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

吉尔伯特是当时英国女王伊丽莎白一世的御医,也是一位有代表性的科学家。他受过医学教育,后定居伦敦,于1573 年开始做医生,为病人治病。由于他的医术比较高明,被召进皇宫,于1601 年做了英国女王伊丽莎白一世的保健医生。女王逝世后,他又被任命为詹姆斯一世国王的医生。在他行医期间,他又去从事物理学方面的研究。他做了多年的实验,发现了电力电吸引等许多现象,并最先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。他的主要着作《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。尽管这种解释很粗浅、带点形而上学的性质,但毕竟比不想去解释为好。

  此后,观看电的实验成为人们的一种娱乐。在欧洲几乎每一个国家都有一大批人以进行这种带电的实验和表演这些实验让人们观赏,赚钱谋生。1745年,普鲁士(德国的前身)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(人体就是一种导体),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。什么是莱顿瓶?莱顿瓶是一个玻璃瓶,瓶的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。

  古希腊的一位科学家亚里士多德在所着的《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,它就像这种鱼一样,只要用导线把瓶内外的银箔连接起来,就可以放电、引起电击。此后,这种电击来自放电,便没有人怀疑了。尽管18 世纪初,人们已经发明了验电器,可以判断一个物体是否带电,但在当时人们仍往往用自己的身体去检验电是否存在,甚至有不少人以能受一次电击为荣。

  18 世纪中叶,在大洋彼岸的美国,大电学家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。富兰克林是第一个享有世界声誉的美国科学家,尽管他取得科学上的成就的时候美国还没有独立。他同时又是着名的社会活动家和政治家。在美国进行独立战争时期,他是积极的支持者和参加者。他是美国资产阶级民主革命时期着名纲领性文件《独立宣言》的三个起草人之一。他是1781 年美国和英国谈判的代表。他之所以取得这么大的成就,主要是靠自学得来的。他家境贫寒,幼年曾做过印刷业的学徒工人,尽管学徒工待遇低,工作劳累,但他却是一个“手里有一点小钱都花在书上”的人。他只要有一点空余时间就读书,在30 岁以前就已熟读了有名的物理学家波义尔和牛顿的着作。由于他勤奋学习,虽然没有进大学受高等教育,却在科学领域里有所作为,并获得了许多有名大学的荣誉学位。

  他于1753 年先后得到美国历史最悠久的大学——哈佛大学和耶鲁大学的荣誉学位。他还是新大陆第一个长期性的科学团体——美国哲学会的主要奠基人。

  富兰克林的第一个重大贡献,就是发现了“电流”。他在1747 年给朋友的一封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)。根据富兰克林的说法,经常移动的是正电。

  所谓放电就是正电流向负电的过程。富兰克林的这个说法,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看法却相反。现在的看法认为:两个物体互相摩擦的时候,容易移动的恰恰是带负电的电子,如果它们是导体,由于人本身也是导体,过剩的电子或短缺的电子很容易从导体(人体)传到地下或得到补偿,因而摩擦后不显电性。如果互相摩擦的物体都是绝缘体(即不导电的物体),经过摩擦,电子从一方移向另一方,于是双方就都带电了,一方带正电,一方带负电,二者电性相反,电量相同。

  富兰克林对电学的另一重大贡献,就是通过1752 年着名的风筝实验,捕捉天电,证明天空的闪电和地面上的电是一回事。他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冲击(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。这在当时是一件轰动一时的大事。很多人都在重复富兰克林的这一实验。为什么富兰克林的这一实验会引起这样的轰动?因为当时社会上对于雷电有一种恐惧心理,大多数人认为雷电是“上帝之火”,是天神发怒的表现。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。由于教堂高高耸立的塔尖常被雷电所击,教会为了保护教堂,最终也不得不采用了这个“冒犯天威”的装置。以前电一直被人们当作一种娱乐手段,从此总算找到了实际的应用价值。

  富兰克林的这个实验,不仅在美国有很大的影响,而且影响到世界其他国家。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。因此,富兰克林的风筝实验的影响,足以使每个电学家避免这种无谓的牺牲。

  电流现象的研究,对于人们深入研究电学和电磁现象有着重要的意义。

  现在我们知道,电流就是电荷向一定方向的移动。在金属导体中的电流是靠自由电子的运动来形成的。电流通过电路时,会产生许多新的效应。如电流通过电灯的时候,电灯就发热发光;电流通过电风扇的时候,电风扇就能转动。电流可使蓄电池充电;可带动电伽机作功??。这些现象表明,电流也是一种能量传输过程,电能可以通过各种特定的器件转化为其他形式的能量。

  电流可存在于固体、液体或气体中。雷电现象,就是人们最早注意到大气中的电流现象。富兰克林传奇式的风筝实验使人们了解到雷电和摩擦带电的关系。随着避雷针的发明,逐渐消除了人们对雷电的恐惧心理。但在18世纪末之前,人们对电流现象的认识也仅到此为止,基本上仍然是一无所知。

  那么,最早开始电流研究的是哪一位科学家呢?意大利的解剖学教授伽伐尼(17371798)被人们认为是最早开始电流研究的人。据记载,伽伐尼的发现是一次偶然性的发现。1780 年的一次极为普通的闪电现象,引起了他的思考。这次闪电使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现象。严谨的科学态度使他没有放弃对这个偶然的奇怪现象的研究,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(17451827)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,他于1782 年在写给朋友的信中说:关于所谓动物电,您是怎样考虑的呢?我相信一切作用都是由于金属与某种潮湿的东西相接触才发生的。两种明显不同的意见引起了科学界的争论,并使科学界分成两大派,他们的论战十分激烈,每一方都指责对方是异端邪说,标榜自己观点的正确。争论的结果是伏打的见解占了优势。但很可惜,因为伽伐尼于1798 年就因病去世了,他再也不能知道这场争论的胜负,再也听不到争论的结果了。

  1800 年春季,即19 世纪第一个年头的春天,有关电流起因的争论有了进一步的突破。怎么会引起这种突破呢?这又要从伏打说起,伏打在他自己看法的指导下发明了着名的伏打电池。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,它们构成了电流回路。现在看来,这只是一种比较原始的电池,是由很多锌电池连接而成为电池组。但在当时的历史时期,伏打能发明这种电池确实是很不容易的。

  伏打电池可以说是伏打赠给19 世纪的宝贵礼物。他的这个发明为电流效应的应用开创了前景,并很快成为进行电磁学和化学研究的有力工具。由此,伏打和与他同时代的别的国家的不少科学家,得出了各种有趣的结果,当时的报纸和杂志上不时登出各种各样新发现的消息。有了电池,英国的化学家戴维(17781829)才有可能奠定电离理论基础,并且分离出钠、钾、锶、 硼、钙、氯、氟、碘等元素,促进了化学的发展,并进而促使他的助手法拉第建立了电解定律。

伏打虽然发明了电池装置,但并不了解这种装置的道理。戴维阐明了这种装置的道理,指出这类电池的电流来自化学作用。但不管怎样,伏打的发明使人们第一次获得了可以人为控制的持续电流,为今后电流现象的研究提供了物质基础。伏打本人由于这项贡献,被许多国家的科学院选为院士,据说1801 年法国的拿破仑曾亲临现场观看了伏打的实验表演,并授予他一枚特制的金质奖章,以表彰他发现电流的贡献。

法拉第

迈克尔·法拉第(Michael Faraday,1791—1867)19世纪电磁学领域中最伟大的实验物理学家.他于1791922日生于伦敦附近的纽因格顿,父亲是铁匠.由于家境贫苦,他只在7岁到9岁读过两年小学.12岁当报童,13岁在一家书店当了装订书的学徒.他喜欢读书,利用在书店的条件,读了许多科学书籍,并动手做了一些简单的化学实验.

1812年秋,法拉第有机会听了着名化学家戴维的四次讲演,激起对科学研究的极大兴趣.他把戴维的讲演精心整理并附上插图后寄给戴维,希望戴维帮助他实现科学研究的愿望.18133月,戴维推荐法拉第到皇家研究院实验室作了自己的助理实验员.181310月,法拉第跟随戴维到欧洲大陆进行学术考察18个月.在这期间他有机会参观了各国科学家的实验室,结交了安培、盖·吕萨克等着名科学家,了解了他们的科学研究方法.回到英国后,法拉第就开始了独立的研究工作,并于1816年发表了第一篇化学论文,以后又接连发表了几篇.

1820年奥斯特发现电流的磁效应,受到科学界的关注,促进了科学的发展.1821年英国《哲学年鉴》的主编约请戴维撰写一篇文章,评述奥斯特发现以来电磁学实验的理论发展概况.戴维把这一工作交给了法拉第.法拉第在收集资料的过程中,对电磁现象的研究产生了极大的热情,并开始转向电磁学的研究.他仔细地分析了电流的磁效应等现象,认为既然电流能产生磁,磁能否产生电呢?1822年他在日记中写下了自己的思想:磁能转化成电.他在这方面进行了系统的研究.起初,他试图用强磁铁靠近闭合导线或用强电流使另一闭合导线中产生电流,做了大量的实验,都失败了.经过历时十年的失败、再试验,直到1831829日才取得成功.他接连又做了几十个这类实验.18311124日的论文中,他把产生感应电流的情况概括成五类:变化着的电流;变化着的磁场;运动的恒定电流;运动的磁场;在磁场中运动的导体.他指出:感应电流与原电流的变化有关,而不是与原电流本身有关.他将这一现象与导体上的静电感应类比,把它取名为电磁感应.为了解释电磁感应现象,法拉第曾提出过电张力的概念.后来在考虑了电磁感应的各种情况后,认为可以把感应电流的产生归因于导体切割磁力线.在电磁感应现象发现二十年后,直到1851年才得出了电磁感应定律.

1833年到1834年,法拉第从实验得出了电解定律,这是电荷不连续性的最早的有力证据.

法拉第的另一贡献是提出了场的概念.他反对超距作用的说法,设想带电体、磁体周围空间存在一种物质,起到传递电、磁力的作用,他把这种物质称为电场、磁场.1852年,他引入了电力线(即电场线)、磁力线(即磁感线)的概念,并用铁粉显示了磁棒周围的磁力线形状.场的概念和力线的模型,对当时的传统观念是一个重大的突破.

法拉第从近距作用的物理图景出发,还预见了电、磁作用传播的波动性和它们传播的非瞬时性.他在1832312日写给英国皇家学会的一封密封信中,信封上写着现在应当收藏在皇家学会档案馆里的一些新观点,这封信直到1938年才启封公布,信中法拉第说明了他的上述新观点.表现了法拉第深邃的物理洞察力和深刻的物理思想.

法拉第把他做过的实验整理成《电学实验研究》一书,书中收集了三千多个条目,详细记述了他做过的实验和结论,是一本珍贵的科学文献.

法拉第是靠自学成才的科学家,在科学的征途上辛勤奋斗半个多世纪,不求名利.1825年,他参与冶炼不锈钢材和折光性能良好的重冕玻璃工作,不少公司和厂家出重金聘请法拉第为他们的技术顾问.面对15万镑的财富和没有报酬的学问,法拉第选择了后者.1851年,法拉第被一致推选为英国皇家学会会长,他也坚决推辞掉了这个职务.把全身心献给了科学研究事业,终生过着清贫的日子.

1855年他从皇家学院退休.1867825日在伦敦去世.遵照他一辈子当一个平凡的迈克尔·法拉第的意愿,遗体被安葬在海格特公墓.为了纪念他,用他的名字命名电容的单位——法拉.

相关阅读

最新评论

关闭

站长推荐上一条 /3 下一条

QQ|Archiver|手机版|小黑屋|扬州温馨网络科技有限公司版权所有 ( 苏ICP备18048326号-1 )

GMT+8, 2019-10-27 08:45 , Processed in 0.046874 second(s), 19 queries .

Powered by Discuz! X3.4? 2001-2013 Comsenz Inc.

返回顶部