當前位置:成語大全網 - 古籍修復 - 誰發明電,電的歷史

誰發明電,電的歷史

人們對電現象的初步認識很早就有記載,早在公元前585年,古希臘哲學家塞利斯,已經發現了摩擦過的琥珀能吸引碎草等輕小物體.我國在東漢時期的王充在《論衡》壹書中提到"頓牟掇芥"等問題,所謂頓牟就是琥珀,掇芥意即吸引籽菜,就是說摩擦琥珀能吸引輕小物體。西漢末年,有關於"玳瑁吸(細小物體之意)的記載,以及"元始中(公元三年)……矛端生火",即金屬制的矛的尖端放電的記載。晉朝(公元三世紀)還有關於摩擦起電引起放電現象的記載:"今人梳頭,解著衣,有隨梳解結,有光者,亦有聲。

在對電現象的早期研究中,最早進行系統研究的首推英國醫生威廉.吉爾伯特,他在文章中說:"隨便用壹種金屬制成壹個指示器……在這個指示器的另壹端,移近壹個輕輕摩擦過的琥珀或者是光滑的磨擦過的寶石這指示器就會立即轉動",他通過大量的實驗駁斥了許多關於電的迷信說法,並且發現不僅摩擦過的琥珀有吸引輕小物體的性質,而且其它物質象金剛石、水晶、硫磺、硬樹脂、明礬等也有這種性質,他把這種性質稱為電性。1660年,馬德堡的蓋利克發明了第壹臺摩擦起電機,他用硫磺制成形如地球儀的可轉動物體,用幹燥的手掌擦著幹燥的球體使之停止可獲得電,蓋利克的摩擦起電機經過不斷改進,在靜電實驗中起著非常重要的作用。

18世紀中葉,電學實驗逐漸普及,在法國和荷蘭有不少人公開表演認為娛樂。1731年,英國牧師格雷從實驗中發現,由摩擦產生的電在玻璃和絲綢這類物體上可以保持下來而不流動,而有的物體如金屬,它們不能由摩擦而產生電,但卻可以用金屬絲把房裏摩擦產生的電引出來繞花園壹周,在末端仍具有對輕小物體的吸引作用,他第壹次分清了導體和絕緣體,並認為電是壹種流體。電既是壹種流體,而流體比如水是可以用容器來蓄存的,1745年,德國牧師克茉斯脫,試用壹根釘子把電引到瓶子裏去,當他壹手握瓶,壹手摸釘子時,受到了明顯的電擊。1746年,荷蘭萊頓城萊頓大學的教授彼得.馮.慕欣布羅克無意中發現了同樣的現象,用他自己的話說:"手臂和身體產生了壹種無形的恐怖感覺,總之,我認為自己的命沒了",。就這樣穆欣布羅克公布了自己意外的發現:把帶電的物體放進玻璃瓶裏,就可以把電保存起來。

穆欣布羅克 的發現,使電學史上第壹個保存電荷的容器誕生了。它是壹個玻璃瓶,瓶裏瓶外分別貼有錫箔,瓶裏的錫箔通過金屬鏈跟金屬棒連接,棒的上端是壹個金屬球,由於它是在萊頓城發明的。所以叫做萊頓瓶,這就是最初的電容器萊頓瓶很快在歐洲引起了強烈的反響,電學家們不僅利用它們作了大量的實驗,而且做了大量的示範表演,有人用它來點燃酒精和火藥。其中最壯觀的是法國人諾萊特在巴黎壹座大教堂前所作的表演,諾萊特邀請了路易十五的皇室成員臨場觀看萊頓瓶的表演,他讓七百名修道士手拉手排成壹行,隊伍全長達900英尺(約275米)。然後,諾萊特讓排頭的修道士用手握住萊頓瓶,讓排尾的握瓶的引線,壹瞬間,七百名修道士,因受電擊幾乎同時跳起來,在場的人無不為之口瞪目呆,諾萊特以令人信服的證據向人們展示了電的巨大威力。

萊頓瓶的發明使物理學第壹次有辦法得到很多電荷,並對其性質進行研究。1746年,英國倫敦壹名叫柯林森的物理學家,通過郵寄向美國費城的本傑明.富蘭克林贈送了壹只萊頓瓶,並在信中向他介紹了使用方法,這直導致了1752年富蘭克林著名 的費城實驗。 他用風箏將"天電"引了下來,把天電收集到萊頓瓶中,從而弄明白了"天電"和"地電"原來是壹回事。

十八世紀後期,貝內特發明驗電器,這種儀器壹直沿用到現在,它可以近似地測量壹個物體上所帶的電量。另外,1785年,庫侖發明扭秤,用它來測量靜電力, 推導出庫侖定律, 並將這壹 定律推廣到磁力測量上 。 科學家使用了驗電器 和扭秤後 ,使靜電現象的研究工作從定性走上了定量的道路。在1800年,意大利的伏特(A.Voult)用銅片和錫片浸於食鹽水中,並接上導線,制成了第壹個電池,他提供首次的連續性的電源,堪稱現代電池的元祖,也是第壹個真正發明電的人。1831年,法拉第制出了世界上最早的第壹臺發電機。1866年德國人西門子(Siemens)制成世界上第壹臺工業用發電機。電是壹種自然現象,是壹種能量。自然界的閃電就是電的壹種現象。電是像電子和質子這樣的亞原子粒子之間的產生排斥力和吸引力的壹種屬性。它是自然界四種基本相互作用之壹。電或電荷有兩種:我們把壹種叫做正電、另壹種叫做負電。通過實驗我們發現帶電物體同性相斥、異性相吸,其吸引力或排斥力遵從庫侖定律。電是個壹般術語,包括了許多種由於電荷的存在或移動而產生的現象。這其中有許多很容易觀察到的現象,像閃電、靜電等等,還有壹些比較生疏的概念,像電磁場、電磁感應等等。 在中國,古人認為電的現象是陰氣與陽氣相激而生成的,《說文解字》有“電,陰陽激耀也,從雨從申”。《字匯》有“雷從回,電從申。陰陽以回薄而成雷,以申泄而為電”。在古籍論衡(Lun Heng,約公元壹世紀,即東漢時期)壹書中曾有關於靜電的記載,當琥珀或玳瑁經摩擦後,便能吸引輕小物體,也記述了以絲綢摩擦起電的現象,但古代中國對於電並沒有太多了解。

西元前600年左右,希臘的哲學家泰利斯(Thales,640-546B.C.)就知道琥珀的摩擦會吸引絨毛或木屑,這種現象稱為靜電(static electricITy)。而英文中的電(Electricity)在古希臘文的意思就是“琥珀”(amber)。希臘文的靜電為(elektron)富蘭克林做了多次實驗,進壹步揭示了電的性質,並提出了電流這壹術語。富蘭克林對電學的另壹重大貢獻,就是通過1752年著名的風箏實驗,“捕捉天電”,證明天空的閃電和地面上的電是壹回事。他用金屬絲把壹個很大的風箏放到雲層裏去。金屬絲的下端接了壹段繩子,另在金屬絲上還掛了壹串鑰匙。當時富蘭克林壹手拉住繩子,用另壹手輕輕觸及鑰匙。於是他立即感到壹陣猛烈的沖擊(電擊),同時還看到手指和鑰匙之間產生了小火花。他的手被彈開了,這個實驗表明:被雨水濕透了的風箏的金屬線變成了導體,把空中閃電的電荷引到手指與鑰匙之間。這在當時是壹件轟動壹時的大事。壹年後富蘭克林制造出了世界上第壹個避雷針。電流現象的研究,對於人們深入研究電學和電磁現象有著重要的意義。最早開始電流研究的是意大利的解剖學教授伽伐尼(1737-1798)。伽伐尼的發現源自於1780年的壹次極為普通的閃電現象。閃電使伽伐尼解剖室內桌子上與鉗子和鑷子環連接觸的壹只青蛙腿發生痙攣現象。嚴謹的科學態度,使他沒有放棄對這個“偶然”的奇怪現象的研究。他花費了整整12年的時間,研究像青蛙腿這種肌肉運動中的電氣作用。最後,他發現如果使神經和肌肉同兩種不同的金屬(例如銅絲和鐵絲)接觸,青蛙腿就會發生痙攣。這種現象是在壹種電流回路中產生的現象。但是,伽伐尼對這種電流現象的產生原因仍然未能回答,他認為蛙腿的痙攣現象是“動物電”的表現,由金屬絲構成的回路只是壹個放電回路。伽伐尼的看法在當時的科學界中引起了巨大的反響,但是,另壹位意大利科學家伏打(1745~1827)不同意伽伐尼的看法,他認為電存在於金屬之中,而不是存在於肌肉中,兩種明顯不同的意見引起了科學界的爭論,並使科學界分成兩大派。1800年春季,有壹位意大利科學家——伏特在英國皇家協會發表關於伏打電池的論文。近代研究18世紀時西方開始探索電的種種現象。1732年,美國的科學家富蘭克林(Benjamin Franklin,1706~1790)認為電是壹種沒有重量的流體,存在於所有物體中。當物體得到比正常份量多的電就稱為帶正電;若少於正常份量,就被稱為帶負電,所謂“放電”就是正電流向負電的過程(人為規定的),這個理論並不完全正確,但是正電、負電兩種名稱則被保留下來。此時期有關“電”的觀念是物質上的主張。富蘭克林做了多次實驗,並首次提出了電流的概念。富蘭克林的這壹說法,在當時確實能夠比較圓滿地解釋壹些電的現象,但對於電的本質的認識與我們的“兩個物體互相磨擦時,容易移動的恰恰是帶負電的電子”的看法卻是相反。1752年,他在壹個風箏實驗中,將系上鑰匙的風箏用金屬線放到雲層中,被雨淋濕的金屬線將空中的閃電引到手指與鑰匙之間,證明了空中的閃電與地面上的電是同壹回事。後來他根據這個原理,發明了避雷針。1799年,意大利科學家伏特以含食鹽水的濕抹布,夾在銀和鋅的圓形板中間,堆積成圓柱狀,制造出世界上最早的電池-伏特電池。1821年英國人‘法拉第’完成了壹項重大的電發明。在這兩年之前,奧斯特已發現如果電路中有電流通過,它附近的普通羅盤的磁針就會發生偏移。法拉第從中得到啟發,認為假如磁鐵固定,線圈就可能會運動。根據這種設想,他成功地發明了壹種簡單的裝置。在裝置內,只要有電流通過線路,線路就會繞著壹塊磁鐵不停地轉動。事實上法拉第發明的是第壹臺電動機,是第壹臺使用電流將物體運動的裝置。雖然裝置簡陋,但它卻是今天世界上使用的所有電動機的祖先。1831年,法拉第制出了世界上最早的第壹臺發電機。他發現第壹塊磁鐵穿過壹個閉合線路時,線路內就會有電流產生,這個效應叫電磁感應。壹般認為法拉第的電磁感應定律是他的壹項最偉大的貢獻。1866年德國人西門子(Siemens)制成世界上第壹臺工業用發電機。