登陆注册
2995700000015

第15章 电磁学的发展(1)

对人类生活有着巨大影响的电和磁的应用,是科学家们不懈努力的结果。这一领域的代表人物有被称为“电磁学之父”的英国物理学家吉伯,有电气研究的先驱美国物理学家、社会活动家富兰克林,有法国物理学家库仑,有发明了电池的意大利物理学家伏打,有发现电流引起磁效应的丹麦物理学家奥斯特,有为电动力学奠定基础的法国物理学家安培,有创造了电磁学史上的第一台感应发电机的英国物理学家、化学家法拉第。电磁学之父——吉伯吉伯(1544~1603)吉伯,英国物理学家,出生于科尔切斯特。

1560年他毕业于剑桥大学圣约翰学院,获文学学士学位。1564年获文学硕士学位。1569年获医学博士学位。吉伯被称为“电磁学之父”,物理学上曾以他的名字定为磁通势单位。他首先创用电力、电引力、磁极等术语;描述用天然磁石摩擦铁棒使它磁化的方法,还发现带磁性的铁棒烧红后就失去磁性。吉伯认为地球是一块最大的磁石,地球引力就是这块大磁石作用于周围物体的磁力。他还观察到罗盘针在自由悬空时向下指向地球,从而证明存在地磁倾角,指出地球南北极不完全与地理南北极重合,而有一个不太大的偏离。吉伯支持哥白尼关于地球绕自轴旋转的观点,断定恒星与地球的距离是不一样的,认为磁性的吸引使行星维持在固有的轨道上。

吉伯主要著作有《论磁石》,这是物理学史上第一部磁学专著。

富兰克林——电学先驱富兰克林(1706~1790)富兰克林,美国物理学家、社会活动家,出生于波士顿。

他12岁到印刷所当学徒,未上过正规学校。他曾获耶鲁大学、哈佛大学、牛津大学等的名誉学位,是英国皇家学会第一批外国会员之一,还是法国科学院的院士,1731年在费城建立北美第一个公共图书馆。

富兰克林是电气研究的先驱者,他进行过各种新的电气实验,提出所谓电荷守恒概念,用数学上的正负概念来表示两种电荷性质,还发明了避雷针等。

富兰克林最著名的科学试验是在费城一个雷雨天里进行的一次震动世界的、用风筝吸取天电的试验,证明静电和动电的性质相同。这个发现在电学史上具有十分重要的意义。

富兰克林的研究成就并不限于电学方面,他对光学、热学、化学、植物学等都有贡献。

富兰克林在哲学上拥护自然神论,承认自然界的存在及其规律的客观性,他对自然现象的观察和研究相当广泛,特别是那种敢实验的精神,给人留下深刻印象。危险的实验

有一次,富兰克林做电学实验着了迷,抑制不住的他想为即将到来的圣诞节创造出一个奇迹,于是他设计了一个“电火鸡”的实验。

在实验中,富兰克林准备用从两只大玻璃缸中引出的电杀死一只火鸡,当他一只手在连接着的顶部电线上,另一只手握住与两个缸体表面都相连着的一根链子时,突然蹿出一道耀眼的电火,同时发出了如同放爆竹一样的巨大响声。富兰克林应声倒地,整个身子在剧烈地颤抖,握着链子的手蜷缩成鸡爪状,双目紧闭,面无血色。十几分钟之后,富兰克林才清醒过来,他慢慢地睁开眼睛,用微弱的声音告诉周围的人,他似乎见到了上帝。

科学家也是人,他们也会犯错误,而科学家的过人之处恰恰在于他们能从错误和失败之中揭示出鲜为人知的真理的奥秘。从这次挫折中,富兰克林得出了一个结论,串联起来的足够多的电瓶可以释放出如同闪电那样巨大的电流。

“请电”做客

富兰克林通过电学实验认识到了闪电的本质与电相同。但怎样才能证实闪电的本质和电相同呢?他想到了孩子们玩的风筝。如果在雷雨天的时候把风筝升到空中,或许能证实这一点。因为如果闪电是电,它就会沿着湿风筝线传导下来。

那是夏天一个阴霾密布的日子,暴风雨就要来临。富兰克林和他儿子威廉用一块大丝绸手帕做成一只风筝,他们在十字形的风筝骨架上装上金属丝,用来接引天空中的闪电。父子俩带着风筝和一只莱顿瓶来到野外。

不一会儿,雷声越来越近,狂风呼啸着卷过一团团乌云。富兰克林把风筝抛到风中,大声叫喊:“跑!”

威廉在旷野里拼命地奔跑起来,风筝扶摇直上,升到空中,紧接着大雨倾盆,雷电交加。

富兰克林的眼里闪烁着兴奋的光芒,狂奔起来。他追上威廉,接过风筝线,拉着儿子躲进旁边一座建筑物。这时候,他们的外衣已经湿透了。富兰克林掏出一把铜钥匙,系在风筝线的末端。只见风筝穿进带有雷电的云层,闪电在风筝上闪烁,雷声隆隆。

突然,一道闪电掠过。风筝线上有一小段直立起来,被一种看不见的力移动着。富兰克林觉得他的手有麻木的感觉,就把手指靠近铜钥匙。顷刻之间,钥匙上射出一串串电火花。

“哎哟!”富兰克林叫喊了一声,赶紧把手离开钥匙。无限的欢乐也像电流一样,顿时传遍他的全身。他喊起来:“威廉!我受到电击了!现在可以证明,闪电就是电!”幸运的是,这次传下来的闪电比较弱,富兰克林没有受伤。

事后,富兰克林用莱顿瓶收集的闪电,进行了一系列实验,证明它的性质同用起电机产生的电荷完全相同。

“驯服”雷电

富兰克林从风筝实验中,不但了解了雷电的性质,而且证实了雷电是可以从天空“走”下来的。“高大建筑物常常遭到雷击,能不能给雷电搭一个梯子,让它乖乖地‘走’下来呢?”富兰克林想。

他先在自己家里做实验,在屋顶高耸的烟囱上,安装一根3米长的尖顶细铁棒。在细铁棒的下端绑上金属线,沿着楼梯,把金属线引到底楼的一个水泵上(水泵与大地有接触),将经过房间的那段金属线分成两段,又将两股线相隔一段距离,各挂一个小铃。这样如果雷电从细铁棒进入,经过金属线进入大地,那么,两股线受力,小铃就会晃荡,从而发出响声。

电闪雷鸣,暴风雨就要来了。在雷声、雨声的“伴奏”下,守候在房间小铃旁的富兰克林,听到了小铃发出清脆、悦耳的声音,他高兴地笑了。

富兰克林把那根细铁棒称为“避雷针”。避雷针的问世,引起了教会的反对。他们认为:“装在屋顶的尖杆指向天空是对上帝的不敬”,“干涉上帝的事,对上帝指手画脚,是要受上帝惩罚的”。

然而,有一次在一场雷雨之后,神圣的教堂着火了,而装有避雷针的房屋却平安无事。于是,避雷针的作用被人们认识,避雷针也很快地传开了。到了1784年,全欧洲的高楼顶上都用了避雷针。

库仑发现库仑定律库仑(1736~1806)库仑,法国物理学家,出生于昂古莱姆。

库仑曾在巴黎军事工程学院学习。1774年被选为法国科学院院士。库仑是18世纪一位学识渊博的学者,在物理学上作出许多重要贡献。1781年,他发表一篇重要论文《简单机械理论》,提出摩擦力和作用于物体表面上的正压力成正比的关系。他证明地球磁场对磁铁的作用,相当于与偏差角的正弦成正比的一力偶,并据此推断出,在解释磁作用时需要使用吸引力和排斥力作为对抗涡流。他建立磁体在磁场中的运动方程式,并根据短的振荡时间推导出磁矩。他发明扭力平衡法以测量电的排斥力,并把结果推广到实验上更困难的排斥力情况中,推导出表示两静止点电荷间相互作用力的定律,即著名的库仑定律。他还致力于导体上电荷分布的研究,证明导体的全部电荷都集中在表面上。

库仑的著作还有《金属力和弹性的理论和实验研究》、《电气与磁性》等。

库仑是18世纪与英国卡文迪许齐名的物理学家,后人为了纪念他,把电量单位定为“库仑”,简称“库”。

伏打发明电池伏打(1745~1827)伏打,意大利物理学家,出生于科莫。

伏打在科学上的主要贡献是1799年发明了“伏打电池”。这种电池由用盐水浸泡的铜片和锌片相间堆集组成,用导线把两端连接起来,导线中就形成稳定的电流。

伏打电池的发明改变了电学的面貌,它使科学家有了强大的电流源,以前摩擦起电的机构和莱顿电瓶电容器虽可产生电位差,但电流很小。

伏打在发明电池后又发明了验电器、储电器和起电盘,这些发明在电学上起了很大作用。人们为了纪念他,把电动势、电位差、电压的单位定为“伏特”,简称“伏”。电池的发明

伏打像往常一样来到图书馆,他像淘金者一样,翻阅着一本本书。突然,一本德国科学家的实验报告汇编引起了他的注意。他发现这本书记载了一个叫兹路扎的科学家在1750年左右做的一个实验。

兹路扎在实验报告中说,把两块不同的金属分别夹在舌尖的上下,然后用一根金属导线连接两块金属板,此时,舌头上会有一种麻木的感觉。如果用两块相同的金属片夹在舌尖的上下,就没有这种感觉。

同类推荐
  • 斑羚飞渡

    斑羚飞渡

    动物小说之所以比其他类型的小说更有吸引力,是因为这个题材最容易刺破人类文化的外壳和文明社会种种虚伪的表象,可以毫无遮掩地直接表现丑陋与美丽融于一体的原生态的生命。人类文化和社会文明会随着时代的变迁而不断更新,但生命中残酷竞争、顽强生存和追求辉煌的精神内核是永远不会改变的。因此,动物小说更有理由赢得读者,也更有理由追求不朽。
  • 懒人沙发!变!变!变!

    懒人沙发!变!变!变!

    郑春华所著的《懒人沙发!变!变!变!》一共有10个故事。在本书中,小饼干家里新添的“懒人沙发”居然能根据坐在上面的人的身形不断变形,实在太神奇了!小饼干和妈妈可喜欢它了,总是争抢着坐上去。有一天,不知为什么,爸爸一坐,“懒人沙发”不能“变”了,这可急坏了小饼干,怎么才能让“懒人沙发”继续变变变呢?在《外婆变成了小宝宝》中,外婆生病住院后,围裙妈妈每天都去探望,可是因为不舒服,妈妈送去的粥和面,外婆每次只吃一点点,这可怎么办呢?小饼干想啊想,终于想到了一个能让外婆多吃饭的好办法,那会是什么办法呢?
  • 蚁幻

    蚁幻

    小说以两个蚂蚁帝国从边境冲突升级为全面战争所经历的壮丽恢宏的战斗过程为主线,展开了错踪复杂的派系斗争,浓墨重彩地描绘了结交战友、探险奇遇、两强对峙等精彩的场面和情节。故事扣人心弦,真实地还原了古战场上的奇特兵器、睿智的谋兵技法,甚至奇思妙想地创造了具备海陆空三军实力的蚁族军事强国。在血与火的战争洗礼中,描述了主人公蚂蚁王族后裔伊莱金不坐享荣华富贵、不甘平庸地投身卫国战争的成长励志故事。
  • 有趣的动植物故事

    有趣的动植物故事

    童话是世界儿童文学中永不凋谢的花冠,是与我们少年儿童捉迷藏的小朋友。童话奠定了我们的人生基础,影响着我们的一生。因此应该把那些名篇珍品传给后代,陶冶后代。
  • 兽神·半兽荒原

    兽神·半兽荒原

    “拯救了可怜的半兽人们的道格拉斯在苏醒过来后,理所当然地被半兽人们当做英雄,成为了半兽人部落的首领。冬季来临,贫瘠的半兽荒原缺少足够的粮食,道格拉斯为了养活半兽人部落中的所有半兽人,决定用黑暗魔法师留下的宝石去和人类换一些粮食和武器。但是和人类打交道并不是那么容易的……大雪封山,食人魔小谷中的三个食人魔为了食物,扩大了自己的打猎范围,很不幸,战斗力弱小的半兽人也上了食人魔的菜单。为了保护半兽人部落,道格拉斯率领着半兽人们艰难地展开了反击……半兽人部落中建起了猪圈和鹿圈,并和人类的商会建立了合作关系。就在半兽人部落生活越来越好、实力也逐渐壮大的时候,一头金龙从天而降……”
热门推荐
  • 重生异界之我有系统

    重生异界之我有系统

    一个毫无规则可言,充斥着各种异兽、骷髅、哥布林、世界主宰等生物的大陆泰拉瑞亚大陆,新一批的“诞生者”再次降临。他们于规则中诞生,他们又于自然中损毁,他们的出现只是为这个大陆的生态系统提供一次循环,对于世界的策划者来说只是微不足道的渺小尘埃。但是“诞生者”就甘心堕落于此吗?答案肯定是否的!传言打败沉睡在大地最深处的“岩浆之主”肉山,世界将会发生天翻地覆的变化,到那时,“诞生者”将会成为世界真正的主人。虽不知传言真假,但这却是每一位“诞生者”前进的动力,无数“诞生者”为之努力拼搏着……
  • 成长Growing

    成长Growing

    真实自身感想,灵感来源于人性的枷锁,在大都市中生活,不断的新的感悟以及对自身枷锁的一次次突破,人生如戏,戏如人生,正如人性的枷锁中所说,真正的艺术是来源于现实生活的,但这种现实又不同于我们所直观切实感受的现实,这种现实又是什么呢?值得我们深思,我现在还很模糊,但我坚信,这个模糊的身影终将随着日出日落,变得清晰。
  • 顾家的掌上萌珠

    顾家的掌上萌珠

    顾宝贝没什么优点,智商平平,情商低下,却长了张萌萌的小脸蛋儿~真本事半点没有,琴棋书画也样样不通,就是不知道从哪里学来撒娇卖萌求抱抱的本领,凭借一身呆萌属性,惹来追求者无数。帝都最强集团的唯一继承者,粉丝数堪比国际巨星。偏偏喜欢上个没脑子的小白兔,怎么办?
  • 定格历史的史学名著(下)

    定格历史的史学名著(下)

    史学名著即突出地反映某一史学思潮、彰显其学术价值与时代意义者。史著可以再现昔日人类活动的“体相”,且能显示出历史演进之因果关系,为民众生活提供借鉴。本书对于现今人们了解历史、阅读历史典籍、创作历史题材的文学艺术作品,有十分重要的参考价值。
  • 无忆之印

    无忆之印

    毫无记忆地醒来,对身边的一切都感到既熟悉又陌生。手背上的黑印如梦幻般徐徐转动,直通天际的光柱到底是通往未来的桥梁,还是过去的残留。怀着疑惑与未知,青年踏上了寻找记忆与真相的旅程
  • 治病小秘方

    治病小秘方

    养肾、补脾、美颜……怎么吃?咳嗽、便秘、失眠……怎么治?《治病小秘方》遵循“撷取精华,重在实效,操作简单”的原则,共收集古今名家和民间秘方约200首,以科为纲,以病统方,以方为主。全书包含“发热”、“咳嗽”、“咯血”、“呕吐”、“呃逆”、“胃痛”、“腹胀”、“腹痛”、“腹泻”、“便秘”、“便血”、“头痛”、“眩晕”等部分,介绍了相应的治病小秘方,熟知这些秘方,可保身体健康。
  • 追妻无门:女boss不好惹

    追妻无门:女boss不好惹

    青涩蜕变,如今她是能独当一面的女boss,爱了冷泽聿七年,也同样花了七年时间去忘记他。以为是陌路,他突然向他表白,扬言要娶她,她只当他是脑子抽风,他的殷勤她也全都无视。他帮她查她父母的死因,赶走身边情敌,解释当初拒绝她的告别,和故意对她冷漠都是无奈之举。突然爆出她父母的死居然和冷家有丝毫联系,还莫名跳出个公爵未婚夫,扬言要与她履行婚约。峰回路转,破镜还能重圆吗? PS:我又开新文了,每逢假期必书荒,新文《有你的世界遇到爱》,喜欢我的文的朋友可以来看看,这是重生类现言,对这个题材感兴趣的一定要收藏起来。
  • 当代女马可波罗日记(中文)

    当代女马可波罗日记(中文)

    《当代女“马可·波罗”的中国日志》,《当代女[马可.波罗]的中国日志》记录作者唐云,意大利人,在中国生活工作20多年,她热爱中国文化、中国艺术,《当代女[马可.波罗]的中国日志》中记录的就是其中的一部分。
  • 妖仙不是仙

    妖仙不是仙

    一个仙,一尸妖…………天有轮回,只为一个字(爱)
  • 管理有道 领导无形大全集(超值金版)

    管理有道 领导无形大全集(超值金版)

    为什么领导已经事无巨细,事必躬亲,而企业的发展还是缓慢?为什么下属只想被动地完成任务而不是主动地拿到成果?为什么你的激励措施有很多,可下属就是不买账?如何避免以上问题,让企业快速拿到成果,是每个企业领导人必须要考虑的问题。如何解决上述问题?绝对有效的解决之道——研读本书,您将知晓其中的一切!