在早期對電現象的研究中,第壹個進行系統研究的英國醫生威廉·吉爾伯特在他的文章中說:“用任何金屬做壹個指示器...在指示器的另壹端,靠近壹個輕輕摩擦過的琥珀或光滑的寶石,指示器會立即轉動。”他通過大量實驗反駁了很多關於電的迷信觀點,發現不僅擦過的琥珀具有吸引光和小物體的性質,其他類似的物質也有。1660年,馬德雷堡的格裏克發明了第壹臺摩擦電機。他用硫磺做了壹個形狀像地球儀的可旋轉物體,用幹燥的手掌摩擦幹燥的球體,讓它停下來獲得電力。Gelik的摩擦電機經過不斷改進,在靜電實驗中發揮了非常重要的作用。
18世紀中期,電學實驗逐漸普及,法國和荷蘭也有不少人公開表演娛樂。1731年,英國牧師格雷通過實驗發現,摩擦產生的電可以保持在玻璃、絲綢等物體上而不流動,而有些物體,如金屬,不能通過摩擦產生電,但可以在花園周圍的房間裏用金屬線引導摩擦產生的電,金屬線在末端仍然吸引著光線和小物體。他第壹次區分了導體和絕緣體,認為電是壹體的。電是壹種流體,水等流體可以儲存在容器中。1745年,德國牧師肯普斯特試圖用釘子把電引入瓶子。當他壹手拿著瓶子,壹手摸著釘子的時候,他顯然被震驚了。1746年,荷蘭萊頓大學教授彼得·馮·穆欣布洛克偶然發現了同樣的現象。用他自己的話說,“我的手臂和身體有壹種無形的恐怖感。簡而言之,我認為我的生命已經結束了”。就這樣,穆欣·布洛克宣布了他意想不到的發現:將帶電物體放入玻璃瓶中,就可以儲存電能。
穆欣·布洛克的發現誕生了電史上第壹個儲存電荷的容器。是壹個玻璃瓶,瓶內外分別貼有錫紙。瓶子裏的錫紙通過金屬鏈與金屬棒相連,金屬棒的上端是金屬球,因為是萊頓市發明的。所以叫萊頓瓶。這就是最初的電容器萊頓瓶,很快在歐洲引起強烈反響。電工們不僅用它們做了大量的實驗,還做了大量的演示表演。壹些人用它們點燃酒精和火藥。其中最壯觀的是法國人諾萊特在巴黎大教堂前的表演。諾萊特邀請路易十五王室成員現場觀看萊頓瓶的表演。他讓700名僧侶手拉手站成壹排,總長900英尺(約275米)。然後,諾萊特讓前排的修士用手拿著萊頓瓶,後排的修士拿著瓶子的導火索。瞬間,700個和尚因為觸電幾乎同時跳了起來,在場的人都傻眼了。諾萊特用令人信服的證據向人們展示了電的巨大威力。
萊頓瓶的發明讓物理學第壹次有了獲取大量電荷並研究其性質的方法。1746年,英國倫敦壹位名叫柯林森的物理學家向美國費城的本傑明·富蘭克林贈送了壹個萊頓瓶,並在信中向他介紹了使用方法,由此引出了富蘭克林著名的1752年費城實驗。他用風箏把“天電”畫下來,收集在萊頓瓶中,從而明白“天電”和“地電”原來是壹回事。
18世紀晚期,貝內特發明了驗電器,壹直沿用至今。它可以近似測量物體上的電荷。另外,在1785年,庫侖發明了扭秤,用它來測量靜電力,推導出庫侖定律,並將這個定律推廣到磁力測量。科學家使用驗電器和扭秤後,對靜電現象的研究從定性走向了定量。1800年,意大利的A.Voult將銅片和錫片浸在鹽水中,連接導線,制成了第壹塊電池。他提供了第壹個持續供電,被稱為現代電池的始祖,真正發明電的第壹人。1831年,法拉第制成了世界上第壹臺發電機。1866德國西門子制造了世界上第壹臺工業發電機。電是壹種自然現象,也是壹種能量。自然界中的閃電是壹種電現象。電是壹種在電子和質子等亞原子粒子之間產生排斥和吸引的屬性。它是自然界四種基本相互作用之壹。有兩種電或電荷:我們稱壹種為正電,另壹種為負電。通過實驗我們發現,帶電物體極性相同時會互相排斥,它們的吸引或排斥遵守庫侖定律。電是壹個總稱,它包括了許多由於電荷的存在或運動而引起的現象。有很多現象很容易觀察到,比如閃電、靜電,還有壹些不熟悉的概念,比如電磁場、電磁感應。在中國,古人認為電的現象是陰陽激發而產生的,《說文解字》說“電,陰陽激發光彩,從雨到神”。“詞匯”有“雷從背後,電從應用。陰陽歸薄而成雷,施泄而成電。”《論衡》(約公元壹世紀,即東漢)壹書中有關於靜電的記載。琥珀或玳瑁被摩擦時,可以吸引光線和小物體,也描述了絲綢被摩擦發電的現象。但是,古代中國對電了解不多。
大約在公元前600年,希臘哲學家泰勒斯(公元前640-546年)知道琥珀的摩擦會吸引絨毛或鋸屑,這就是所謂的靜電。英語中的電在古希臘語中是“琥珀”的意思。在希臘,為elektron Franklin做了很多實驗,進壹步揭示了電的本質,提出了電流這個術語。富蘭克林對電學的另壹大貢獻是通過1752年著名的風箏實驗證明了天上的閃電和地上的電是壹回事。他用金屬絲把壹只大風箏放入雲中。電線下端連著壹根繩子,電線上掛著壹串鑰匙。當時,富蘭克林壹只手握著繩子,另壹只手輕輕地摸著鑰匙。於是他立刻感到壹陣猛烈的電擊(電擊),看到手指和鑰匙之間有小火花。他的手被彈開了。這個實驗表明,被雨水浸濕的風箏金屬線變成了導體,在手指和鑰匙之間的空氣中引導閃電的電荷。這在當時是轟動壹時的事件。壹年後,富蘭克林制造了世界上第壹根避雷針。電流現象的研究對人們深入研究電學和電磁現象具有重要意義。意大利解剖學教授加爾瓦尼(1737-1798)最早開始了這項研究。加爾瓦尼的發現源於1780年壹次非常常見的閃電現象。閃電導致加爾瓦尼解剖室的桌子上壹只青蛙的腿痙攣,桌子上放著鉗子和鑷子。他嚴謹的科學態度讓他沒有放棄對這種“偶然”的奇怪現象的研究。他花了整整12年的時間研究青蛙腿這樣的肌肉運動中的電作用。最後,他發現,如果讓神經和肌肉接觸兩種不同的金屬(比如銅絲和鐵絲),青蛙的腿就會痙攣。這種現象是在電流回路中產生的。然而,加爾瓦尼仍然無法回答這種當前現象的原因。他認為青蛙腿痙攣是“動物電”的表現,金屬線組成的電路只是壹個放電電路。加爾瓦尼的觀點在當時的科學界引起了巨大反響。然而,另壹位意大利科學家伏打(1745 ~ 1827)不同意加爾瓦尼的觀點。他認為電存在於金屬中,而不是肌肉中。兩種明顯不同的意見在科學界引起爭議,將科學界分成兩派。1800年春天,意大利科學家伏特在皇家學會發表了壹篇關於伏打電池的論文。到了近代,在研究18世紀時,西方開始探索電的各種現象。1732年,美國科學家本傑明·富蘭克林(1706 ~ 1790)認為電是壹種沒有重量的流體,存在於壹切物體中。當壹個物體獲得比正常情況下更多的電時,稱為帶正電;如果少於正常量,則稱為負電荷。所謂“放電”,就是正電流到負電荷(人為指定)的過程。這個理論並不完全正確,但是正電荷和負電荷這兩個名字被保留了下來。這個時期的“電”概念是壹個物質命題。富蘭克林做了許多實驗,第壹次提出了電流的概念。富蘭克林的說法確實可以令人滿意地解釋當時的壹些電學現象,但對電的本質的理解與我們的觀點相反,即當兩個物體相互摩擦時,容易移動的恰恰是帶負電荷的電子。1752年,在壹次風箏實驗中,他用金屬線把壹只帶鑰匙的風箏放在雲端,被雨水打濕的金屬線在手指和鑰匙之間的空氣中引出閃電,證明了空氣中的閃電和地面上的電是壹樣的。後來根據這個原理,他發明了避雷針。1799年,意大利科學家伏特用壹塊含有鹽水的濕抹布夾在銀和鋅的圓形極板中間,疊放成壹個圓柱體,制成了世界上最早的電池——伏特電池。1821年,壹位英國人‘法拉第’完成了壹項重要的電學發明。兩年前,奧斯特已經發現,如果電路中有電流,它附近的普通指南針的磁針就會偏移。法拉第由此受到啟發,認為如果磁鐵固定,線圈可能會移動。根據這個想法,他成功地發明了壹種簡單的裝置。在這種裝置中,只要有電流通過導線,導線就會繞著磁鐵不停地旋轉。事實上,法拉第發明了第壹個馬達,第壹個利用電流移動物體的裝置。雖然這種裝置很簡單,但它卻是當今世界上所有電動機的祖先。1831年,法拉第制成了世界上第壹臺發電機。他發現當第壹塊磁鐵通過壹個閉合的電路時,電路中就會產生電流,這種效應叫做電磁感應。壹般認為法拉第的電磁感應定律是他最大的貢獻之壹。1866德國西門子制造了世界上第壹臺工業發電機。