参考资料静电学发展简史

参考资料●静电学发展简史人类很早就有对电现象和磁现象的观察记载．公元前六世纪的古希腊哲学家塞利斯就已发现摩擦过的琥珀能吸引轻小物体；我国东汉时期，王充在《论衡》一书中也提到“顿牟掇芥”（顿牟即琥珀，掇是拾、吸起的意思，芥指微小之物）．王充还认为雷电现象不过是“一声一气”——气即如今之所谓放电．第一个从理论高度来研究电和磁现象并提出了比较系统的原始理论的人是英国的吉尔伯特（1544～1603）．他将金刚石、蓝宝石、硫磺、树脂、明矾等许多物质一一摩擦，发现它们都有吸引轻小物体的作用．吉尔伯特为了把这种作用与磁作用加以区别，便引入了“电的”（electric）作用这个词．但他认为电的作用只是一种吸引作用；电和磁是截然无关的，这显然是不正确的．吉尔伯特还制作了第一只可供实验用的验电器——用一根极细的金属棒，中心固定在支座上，棒可自由转动，由于棒极轻，当摩擦后的物体靠近棒时，棒会被吸引而转过来．1660年德国马德堡的奥托·冯·格里克（1602～1686）发明了第一台可产生大量电荷的摩擦起电机——他做了一个足球那样大的硫磺球，穿在轴上并可自由转动，将干燥的手掌压在硫磺球上，不断地转动球，球面上就有越积越多的电荷，摩擦起电机在当时实验中起了重要的作用．1720年英国人格雷（约1675～1736）对电荷能不能传递作了研究，他用一条绳子竟然使电传到24米远处．他还发现了导体和绝缘体的区别．法国人杜菲（1698～1739）发现绝缘的金属也能通过摩擦的办法起电，他勇敢地用自己的身体作带电实验，当放电时他感到了针刺般的电击、听到了噼噼啪啪的声响．他用金箔代替金属细棒改进了验电器．他用许多物质做了摩擦起电的实验，发现了带电物体间的吸引和排斥，指出“互相吸引的物体具有不同的电性，互相排斥的物体具有相同的电性”．摩擦得来的电往往会在空气中逐渐消失．荷兰莱顿大学物理学教授马森布洛克（1692～1761）在1745年发明了莱顿瓶．他做了这样一个实验：把一支枪管悬在空中，将起电机跟枪管连接，用一根铜丝从枪管中引出来插在一个盛水的玻璃瓶中，他让助手握住玻璃瓶，自己摇起电机．这时他的助手不小心把另一只手触近枪管，猛地感到了一次强烈的电击以致喊叫起来．马森布洛克于是跟助手互换了一下，他让助手摇起电机，自己一手握瓶，一手去碰枪管，强烈的电击使他以为“这下子我可完蛋了”！他的结论是：把带电体放在玻璃瓶内是可以把电保存下来的．只是当时他搞不清楚是靠瓶子还是靠瓶子里的水来起保存电的作用的．莱顿瓶的出现为进一步研究电现象提供了一种有力的手段，对电知识的传播和发展起了重要作用．当时用莱顿瓶做电的示范表演简直成了娱乐游戏．一次最出色的表演是法国人诺莱特在巴黎一座大教堂前进行的．诺莱特请来了700个修道士让他们手拉手地排成一行，全长约275米．然后诺莱特让排头的修道士手握莱顿瓶，让排尾的修道士手握莱顿瓶的一根引线．接着他让莱顿瓶带电，突然间700个修道士因受电击几乎同时跳了起来，特邀来的法王路易十五的皇室成员和在场的其他观众无不为之目瞪口呆．他以令人信服的事实证明了电的巨大威力．1746年，英国人考林森从伦敦给美国费城的本杰明·富兰克林寄了一只莱顿瓶．富兰克林很感兴趣，做了一系列的实验，得到了丰富的成果．富兰克林提出了正、负电的概念，而且正负电荷可互相抵消，并用“+”、“”号来表示．富兰克林还认为：作为起电手段的摩擦只是使电从一个物体转移到另一个物体上，电不会因摩擦而创生．在任一绝缘体系中电的总量是不变的——就是通常说的“电荷守恒原理”．富兰克林还用莱顿瓶作了统一“天电”与“地电”的研究．1752年7月的一个雷雨天，富兰克林做了著名的费城实验——放一只大风筝，风筝顶上安有细铁丝，用麻绳跟铁丝连接，麻绳末端拴了一把铜钥匙，钥匙塞在莱顿瓶中间．一阵雷电下来，麻绳上松散的毛毛向四周竖立起来了，引下来的“天电”跟“地电”一样可以做许多相同的实验，从而证实了天电与地电的一致性．富兰克林的实验是很危险的，他所以没出人身事故完全是一种侥幸．1753年7月26日，俄国学者利赫曼教授在实验室里观察雷电引起仪器指针变化时，不料一个劈雷突然打来，击倒了利赫曼，等到他的学生罗蒙诺索夫（1711～1756）闻讯赶来时，利赫曼已经为科学献出了生命．静电学的基本定律——库仑定律是法国物理学家库仑（1736～1806）于1785年发现的．早在库仑之前，英国科学家卡文迪许（1731～1810）已经开始对电荷间的作用力进行了研究，1777年，卡文迪许得出：“电的吸引力和排斥力很可能反比于电荷间距离的平方”．“物体中多余的电几乎全部堆积在紧靠物体表面的地方，物体其余部分处于中性状态”．遗憾的是卡文迪许一直没有公开他的成果．直到19世纪中叶英国物理学家威廉·汤姆逊（开尔文勋爵）才在卡文迪许手稿中发现了这些珍贵资料．库仑对扭力作过较多的研究，他的有关扭力的论文使他在1781年当选为法国科学院院士．1785年，他设计制作了一台精确的扭秤，从而建立了著名的库