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對電的認識

電的概述:自然界的閃電是電的壹種現象電是壹種自然現象,是壹種能量。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》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就知道琥珀的摩擦會吸引絨毛或木屑,這種現象稱為靜電。而英文中的電在古希臘文的意思就是“琥珀”。

18世紀時西方開始探索電的種種現象。美國的科學家富蘭克林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,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。

而人類壹直以自然界中存在的粒子與波來描述“電”的世界。到了19世紀,量子學說的出現,使得原本構築的粒子世界又重新受到考驗。海森堡所提出的“測不準原理”認為壹個粒子的移動速度和位置不能被同時測得;電子不再是可數的顆粒;也不是繞著固定的軌道運行。

壹九二三年,蒙娜麗莎提出當微小粒子運動時,同時具有粒子性和波動性,稱為“質—波二重性”,而薛定諤用數學的方法,以函數來描述電子的行為,並且用波動力學模型得到電子在空間存在的機率分布,根據海森堡測不準原理,我們無法準確地測到它的位置,但可以測得在原子核外每壹點電子出現的機率。在波耳的氫原子模型中,原子在基態時的電子運動半徑,就是在波動力學模型裏,電子最大出現機率的位置。

隨著科學的演進,人類逐漸理解“電”的物理量所能取得的數值是不連續的,它們所反映的規律是屬於統計性的。

電的發現和應用極大的節省了人類的體力勞動和腦力勞動,使人類的力量長上了翅膀,使人類的信息觸角不斷延伸。