每天使用的电,电是什么从那里来到那里去来

一、古代人对电的认识

人类最早对电的认识是从打雷闪电这种自然现象,闪电可以杀死人和动物,可以劈坏树木,甚至摧毁建筑物,所以古人对它充满敬畏,认为它是来自神的力量,于是在很多神话故事里都有使用雷电的神。

打雷闪电

中国神话中的就有雷公、电母,雷公手持锤钻是掌管雷鸣的神,电母手持两面闪电神镜掌管闪电的神,说他们替天神惩罚人间作恶的人,所以就有“天打雷劈”这个成语。

雷公、电母

古希腊神话中的众神之王宙斯的武器是一柄闪电长矛;北欧神话中的雷霆之神托尔,作为神族最强大的战士,他的锤子可以召唤闪电攻击。

宙斯

在甲骨里,电字就是一个闪电的象形符号,是一个朝各个方向开裂伸展的闪电,后来到才有我们现在看到的会意字“电”。古人把打雷时候的雷声叫做“霆”,发出的光叫做“电”,就有了“雷霆万钧”和“电光火石”这样的成语。

电字的演化

二、近代对电的研究

虽然古希腊人很早就发现琥珀和兽皮摩擦后,能吸引纤维或软木片,但当时他们还无法解释这种现象,直到年左右,一个英国学者威廉·吉尔伯特把这种现象命名为”electrica”(电),这个英文单词就来自于希腊语的琥珀,并制作了第一台检验电荷的装置:验电器,由于他在电学的众多贡献,吉尔伯特被后人尊称为“电学之父”。

琥珀吸引碎纸片

年法国物理学家查尔斯·杜菲通过研究认为:存在两种电即“正电”和“负电”,后来人们进一步规定:丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷叫正电荷,毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷叫负电荷。

摩擦起电

年,美国政治家、科学家本杰明·富兰克林用一个疯狂而危险的风筝实验,证明闪电也是一种电现象,

年6月的一天,富兰克林和他的儿子威廉一道,带着上面挂有一个金属钥匙的风筝,当闪电从风筝上掠过时,闪电沿风筝线传下来,富兰克林伸手触碰钥匙时,钥匙周围立刻产生了电火花,富兰克林还将风筝线上的电引入了莱顿瓶中。

富兰克林风筝实验

三、获得取电的方法

起初人们还只能通过摩擦获得少量处于静止状态的电荷,我们称之为,后来逐步发明了连续取得并可积累较多电荷的实验装置,但是还不够多,还不能让他们稳定的动起来,所以这些设备统称为:静电起电机,比较有名的有:

圆盘式静电感应起电机

圆盘式静电感应起电机

年,英国维姆胡斯创造了圆盘式静电感应起电机,其中两同轴玻璃圆板可反向高速转动,摩擦起电的效率很高,并能产生高电压。这种起电机一直沿用至今,在现在的中学的物理课堂上,还用作电学演示实验时。

范氏起电机

范氏起电机

年由荷兰裔美国物理学家罗伯特·杰米森·范德格拉夫发明。范德格拉夫起电机通过传送带将产生的静电荷传送到中空的金属球表面。范德格拉夫起电机非常易于获得非常高的电压,现代的范德格拉夫起电机电势可达万伏特。

但是起电机只能产生较高的电压,其产生的短暂脉冲电流,平均值很小,一般不超过几毫安。

四、如何保存电

要保存电,就需要可以容纳电荷的容器,我们叫电容。最原始形式的电的容器就是莱顿瓶,荷兰莱顿的教授穆森布罗克发明这个装置,可以用来储存较大量的静电,用来作为电学实验的供电来源,这也是电学研究的重大基础。

莱顿瓶的发明,标志着对电的本质和特性进行研究的开始。

莱顿瓶

下一讲我们将进一步研究电的本质,以及电的应用,看看电如何成为我们生活的重要资源。




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