第01章電子學(xué)的初級階段

第01章電子學(xué)的初級階段第一節(jié)電學(xué)在迷惘中徘徊第二節(jié)從蒼天取得閃電第三節(jié)從摩擦起電到伏特電池第一節(jié)電學(xué)在迷惘中徘徊電子科學(xué)，或簡稱電子學(xué)。電子學(xué)是研究電子運(yùn)動(dòng)的原理，利用電子運(yùn)動(dòng)原理制成的器件，以及利用這些器件所組成的線路和系統(tǒng)。評定電子學(xué)進(jìn)展的方法有3種第一種方法是以電子元器件的更新?lián)Q代而計(jì)。第二種方法是以電磁頻譜的開拓來劃分。第三種方法是以電子學(xué)與其他學(xué)科結(jié)合和滲透的深度以及電子技術(shù)推廣應(yīng)用的廣度來判斷。摩爾定律摩爾定律是由英特爾（Intel）創(chuàng)始人之一戈登·摩爾（GordonMoore）提出來的。其內(nèi)容為：當(dāng)價(jià)格不變時(shí)，集成電路上可容納的晶體管數(shù)目，約每隔18個(gè)月便會(huì)增加一倍，性能也將提升一倍。換言之，每一美元所能買到的電腦性能，將每隔18個(gè)月翻一倍以上。這一定律揭示了信息技術(shù)進(jìn)步的速度。盡管這種趨勢已經(jīng)持續(xù)了超過半個(gè)世紀(jì)，摩爾定律仍應(yīng)該被認(rèn)為是觀測或推測，而不是一個(gè)物理或自然法。預(yù)計(jì)定律將持續(xù)到至少2015年或2020年。然而，2010年國際半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展路線圖的更新增長已經(jīng)放緩在2013年年底，之后的時(shí)間里晶體管數(shù)量密度預(yù)計(jì)只會(huì)每三年翻一番。一、摩擦起電現(xiàn)象二、正電和負(fù)電三、泰利斯的錯(cuò)誤（內(nèi)容、啟示）四、電學(xué)在迷惘中徘徊泰利斯的錯(cuò)誤：2500年前當(dāng)泰利斯發(fā)現(xiàn)琥珀摩擦起電現(xiàn)象之后不久，他就仔細(xì)地觀察和研究天然磁石（即天然磁鐵礦石，古代希臘人把這種天然礦石叫做魔石）吸引小鐵片的現(xiàn)象。可惜泰利斯把磁石吸住鐵屑或小鐵片的現(xiàn)象與琥吸引麥稈碎渣現(xiàn)象當(dāng)作同一回事，并且把他根據(jù)觀察到的現(xiàn)象，說得頭頭是道，以致當(dāng)時(shí)沒有人懷疑他的這種說法是不正確的。直到1600年，英國有一位名叫吉伯的物理學(xué)家大膽地指出了直到泰利斯的錯(cuò)誤。泰利斯的錯(cuò)誤統(tǒng)治科學(xué)界達(dá)2100多年。泰利斯的錯(cuò)誤的啟示：當(dāng)權(quán)威者提出的見解是正確時(shí)，那么這種正確的見解將會(huì)像蒲公英毛茸茸的種籽，隨風(fēng)飄揚(yáng)，非常迅速地傳播開去，在四方大地上生根發(fā)芽。先哲或權(quán)威的錯(cuò)誤見解或?qū)W說卻會(huì)禁錮人們的思想，以致一般人把謬誤當(dāng)成千真萬確的教條予以信奉，這在歷史上是不罕見的。泰利斯把電和磁兩者完全視作同一碼事的錯(cuò)誤見解，以君臨一切和不容懷疑的姿態(tài)統(tǒng)治科學(xué)界達(dá)2100多年。第一次課結(jié)束。思考：如果是你，怎樣從蒼天取得閃電？第二節(jié)從蒼天取得閃電一、對雷神的懷疑二、取得閃電的勇士（請你想個(gè)取得閃電的方法）三、富蘭克林對電學(xué)的貢獻(xiàn)四、自學(xué)成才的杰出科學(xué)家--富蘭克林本杰明·富蘭克林（BenjaminFranklin）（1706-1790）別名班哲明·富蘭克林——資本主義精神最完美的代表，十八世紀(jì)美國最偉大的科學(xué)家和發(fā)明家，著名的政治家、外交家、哲學(xué)家、文學(xué)家和航海家以及美國獨(dú)立戰(zhàn)爭的偉大領(lǐng)袖。100美元（1988版，1996版），頭像為本杰明·富蘭克林。主要成就：用風(fēng)箏吸引雷電對電進(jìn)行了探索，領(lǐng)導(dǎo)美國獨(dú)立戰(zhàn)爭，參與起草美國《獨(dú)立宣言》和憲法代表作品《窮查理年鑒》《富蘭克林自傳》電學(xué)貢獻(xiàn)富蘭克林是探索電學(xué)的先驅(qū)者之一。他曾經(jīng)作過著名的“風(fēng)箏實(shí)驗(yàn)”。風(fēng)箏實(shí)驗(yàn)證明了他所提出的“閃電和靜電的同一性”的設(shè)想。創(chuàng)造的許多專用名詞如正電、負(fù)電、導(dǎo)電體、電池、充電、放電等成為世界通用的詞匯。第一個(gè)科學(xué)地用正電，負(fù)電概念表示電荷性質(zhì)。并提出了電荷不能創(chuàng)生、也不能消滅的思想，后人在此基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)了電荷守恒定律。揭開雷電現(xiàn)象的秘密，制作了避雷針。避雷針的發(fā)明不僅可以防止閃電所招致的嚴(yán)重危害，同時(shí)也破除了迷信，揭示了自然力的真實(shí)性質(zhì)。其它貢獻(xiàn)在數(shù)學(xué)上，他創(chuàng)造了8次和16次幻方。熱學(xué)方面，他改良了取暖的爐子，能夠節(jié)省四分之三的燃料。光學(xué)方面，他發(fā)明了老年人用的雙焦距眼鏡，即能看清楚近處又能看清楚遠(yuǎn)處的事物。他發(fā)明了搖椅，改進(jìn)了路燈。發(fā)現(xiàn)了墨西哥灣的海流。制定了新聞傳播法。最先繪制暴風(fēng)雨推移圖。最先解釋清楚北極光。被稱為近代牙科醫(yī)術(shù)之父。最先組織了消防廳。創(chuàng)立了近代的郵信制度。創(chuàng)立了議員的近代選舉法。發(fā)現(xiàn)了感冒的原因。發(fā)明了顆粒肥料。設(shè)計(jì)出夏天穿的白色亞麻服裝，設(shè)計(jì)了最早的游泳眼鏡和蛙蹼。發(fā)明玻璃琴。第三節(jié)從摩擦起電到伏特電池一、摩擦起電機(jī)的改進(jìn)二、萊頓蓄電瓶的發(fā)明（啟示）從萊頓瓶的發(fā)明過程，我們可以領(lǐng)悟到這樣一個(gè)事實(shí)：歷史上許多意義重大的發(fā)現(xiàn)或發(fā)明，既是那個(gè)時(shí)代生產(chǎn)力和科學(xué)發(fā)展的必然趨向，是社會(huì)需要的必然產(chǎn)物，也是人們對偶然發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象緊緊地攫住并詳加探究的結(jié)果。從這里我們也可以得知：發(fā)現(xiàn)、創(chuàng)造和發(fā)明并非專屬于學(xué)者和專業(yè)工作者。在電學(xué)發(fā)展史上，我們可以看到許許多多像卡那阿斯那樣“局外人”的功績。群眾廣泛的發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造，與專家們的深入探索，兩者緊密結(jié)合起來，才譜寫成許多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的新篇章。三、伏特電池的問世伏特電池意大利物理學(xué)家伏特所發(fā)明的電池

1789年，意大利生物學(xué)家伽爾巴尼用鐵棒把青蛙吊起來，然后剝?nèi)テ浯笸鹊钠?再用黃銅絲去接觸，發(fā)現(xiàn)青蛙就會(huì)抽筋。此時(shí)，黃銅絲是正極,鐵棒是負(fù)極，青蛙身體的電解液。接觸了以后，發(fā)生了電池的能量，因此，放出的電流刺激了青蛙的大腿，但是伽爾巴尼沒有注意這個(gè)發(fā)現(xiàn)，只是認(rèn)為青蛙體內(nèi)的電流是因?yàn)榻饘侔宀欧懦龅摹Ｊ艿劫柊湍岬摹扒嗤軐?shí)驗(yàn)”的啟