參考資料靜電學(xué)發(fā)展簡史

參考資料●靜電學(xué)發(fā)展簡史人類很早就有對電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象的觀察記載．公元前六世紀(jì)的古希臘哲學(xué)家塞利斯就已發(fā)現(xiàn)摩擦過的琥珀能吸引輕小物體；我國東漢時期，王充在《論衡》一書中也提到“頓牟掇芥”（頓牟即琥珀，掇是拾、吸起的意思，芥指微小之物）．王充還認(rèn)為雷電現(xiàn)象不過是“一聲一氣”——?dú)饧慈缃裰^放電．第一個從理論高度來研究電和磁現(xiàn)象并提出了比較系統(tǒng)的原始理論的人是英國的吉爾伯特（1544～1603）．他將金剛石、藍(lán)寶石、硫磺、樹脂、明礬等許多物質(zhì)一一摩擦，發(fā)現(xiàn)它們都有吸引輕小物體的作用．吉爾伯特為了把這種作用與磁作用加以區(qū)別，便引入了“電的”（electric）作用這個詞．但他認(rèn)為電的作用只是一種吸引作用；電和磁是截然無關(guān)的，這顯然是不正確的．吉爾伯特還制作了第一只可供實(shí)驗(yàn)用的驗(yàn)電器——用一根極細(xì)的金屬棒，中心固定在支座上，棒可自由轉(zhuǎn)動，由于棒極輕，當(dāng)摩擦后的物體靠近棒時，棒會被吸引而轉(zhuǎn)過來．1660年德國馬德堡的奧托·馮·格里克（1602～1686）發(fā)明了第一臺可產(chǎn)生大量電荷的摩擦起電機(jī)——他做了一個足球那樣大的硫磺球，穿在軸上并可自由轉(zhuǎn)動，將干燥的手掌壓在硫磺球上，不斷地轉(zhuǎn)動球，球面上就有越積越多的電荷，摩擦起電機(jī)在當(dāng)時實(shí)驗(yàn)中起了重要的作用．1720年英國人格雷（約1675～1736）對電荷能不能傳遞作了研究，他用一條繩子竟然使電傳到24米遠(yuǎn)處．他還發(fā)現(xiàn)了導(dǎo)體和絕緣體的區(qū)別．法國人杜菲（1698～1739）發(fā)現(xiàn)絕緣的金屬也能通過摩擦的辦法起電，他勇敢地用自己的身體作帶電實(shí)驗(yàn)，當(dāng)放電時他感到了針刺般的電擊、聽到了噼噼啪啪的聲響．他用金箔代替金屬細(xì)棒改進(jìn)了驗(yàn)電器．他用許多物質(zhì)做了摩擦起電的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了帶電物體間的吸引和排斥，指出“互相吸引的物體具有不同的電性，互相排斥的物體具有相同的電性”．摩擦得來的電往往會在空氣中逐漸消失．荷蘭萊頓大學(xué)物理學(xué)教授馬森布洛克（1692～1761）在1745年發(fā)明了萊頓瓶．他做了這樣一個實(shí)驗(yàn)：把一支槍管懸在空中，將起電機(jī)跟槍管連接，用一根銅絲從槍管中引出來插在一個盛水的玻璃瓶中，他讓助手握住玻璃瓶，自己搖起電機(jī)．這時他的助手不小心把另一只手觸近槍管，猛地感到了一次強(qiáng)烈的電擊以致喊叫起來．馬森布洛克于是跟助手互換了一下，他讓助手搖起電機(jī)，自己一手握瓶，一手去碰槍管，強(qiáng)烈的電擊使他以為“這下子我可完蛋了”！他的結(jié)論是：把帶電體放在玻璃瓶內(nèi)是可以把電保存下來的．只是當(dāng)時他搞不清楚是靠瓶子還是靠瓶子里的水來起保存電的作用的．萊頓瓶的出現(xiàn)為進(jìn)一步研究電現(xiàn)象提供了一種有力的手段，對電知識的傳播和發(fā)展起了重要作用．當(dāng)時用萊頓瓶做電的示范表演簡直成了娛樂游戲．一次最出色的表演是法國人諾萊特在巴黎一座大教堂前進(jìn)行的．諾萊特請來了700個修道士讓他們手拉手地排成一行，全長約275米．然后諾萊特讓排頭的修道士手握萊頓瓶，讓排尾的修道士手握萊頓瓶的一根引線．接著他讓萊頓瓶帶電，突然間700個修道士因受電擊幾乎同時跳了起來，特邀來的法王路易十五的皇室成員和在場的其他觀眾無不為之目瞪口呆．他以令人信服的事實(shí)證明了電的巨大威力．1746年，英國人考林森從倫敦給美國費(fèi)城的本杰明·富蘭克林寄了一只萊頓瓶．富蘭克林很感興趣，做了一系列的實(shí)驗(yàn)，得到了豐富的成果．富蘭克林提出了正、負(fù)電的概念，而且正負(fù)電荷可互相抵消，并用“+”、“”號來表示．富蘭克林還認(rèn)為：作為起電手段的摩擦只是使電從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體上，電不會因摩擦而創(chuàng)生．在任一絕緣體系中電的總量是不變的——就是通常說的“電荷守恒原理”．富蘭克林還用萊頓瓶作了統(tǒng)一“天電”與“地電”的研究．1752年7月的一個雷雨天，富蘭克林做了著名的費(fèi)城實(shí)驗(yàn)——放一只大風(fēng)箏，風(fēng)箏頂上安有細(xì)鐵絲，用麻繩跟鐵絲連接，麻繩末端拴了一把銅鑰匙，鑰匙塞在萊頓瓶中間．一陣?yán)纂娤聛?，麻繩上松散的毛毛向四周豎立起來了，引下來的“天電”跟“地電”一樣可以做許多相同的實(shí)驗(yàn)，從而證實(shí)了天電與地電的一致性．富蘭克林的實(shí)驗(yàn)是很危險的，他所以沒出人身事故完全是一種僥幸．1753年7月26日，俄國學(xué)者利赫曼教授在實(shí)驗(yàn)室里觀察雷電引起儀器指針變化時，不料一個劈雷突然打來，擊倒了利赫曼，等到他的學(xué)生羅蒙諾索夫（1711～1756）聞訊趕來時，利赫曼已經(jīng)為科學(xué)獻(xiàn)出了生命．靜電學(xué)的基本定律——庫侖定律是法國物理學(xué)家?guī)靵觯?736～1806）于1785年發(fā)現(xiàn)的．早在庫侖之前，英國科學(xué)家卡文迪許（1731～1810）已經(jīng)開始對電荷間的作用力進(jìn)行了研究，1777年，卡文迪許得出：“電的吸引力和排斥力很可能反比于電荷間距離的平方”．“物體中多余的電幾乎全部堆積在緊靠物體表面的地方，物體其余部分處于中性狀態(tài)”．遺憾的是卡文迪許一直沒有公開他的成果．直到19世紀(jì)中葉英國物理學(xué)家威廉·湯姆遜（開爾文勛爵）才在卡文迪許手稿中發(fā)現(xiàn)了這些珍貴資料．庫侖對扭力作過較多的研究，他的有關(guān)扭力的論文使他在1781年當(dāng)選為法國科學(xué)院院士．1785年，他設(shè)計制作了一臺精確的扭秤，從而建立了著名的庫