DOC《第十七章 电从哪里来》

五、课后延伸阅读 电源的发明 自然界存在着磁的载体-磁铁,这给磁学研究带来很大的方便;

然而,自然界却不存在电的载体(带电粒子除外),必须通过人工方法才能获得较在量而又较稳定的电荷及电流,这就是人们不断探索各种起电方法和发明各种电源的原因.大约在1660年,德国的格里凯发明了第一台能产生大量电荷的摩擦起电机,他将一个足球大小的硫磺球支在一根轴上,让它自由转动,并用手掌在球面上摩擦,从而获得越来越多的电荷.法国皇家花园的管家迪费1733年发现绝缘的金属也可以通过摩擦起电.他否定了吉尔伯特、格雷等人的关于一切物体可以分为 电的 和 非电的 的论断,认为所有物体都可以摩擦起电.他甚至极其勇敢地以自己的身体,即所谓 非电的 身体来作带电实验.他让助手把自己用绝缘丝悬吊在天花板上,使自己的身上带电,当助手靠近人时,迪费感到针刺般的电击痛,并产生火花放电及劈劈啪啪的声响.这表明人体这种 非电的 物体也可以带电.迪费还改进了验电器,用金箔代替金属棒,并用它对带电的玻璃棒及琥珀进行实验,发现不同的材料经摩擦后所产生的电是不同的.迪费将玻璃上产生的电命名为 玻璃电 ,将琥珀上产生的电命名为 树脂电 .为解释这两种不同的电,提出了二元电液理论.荷兰莱顿大学的物理学教授穆申布鲁克(1692-1761)研究了电在空气中消失的现象.为了寻找一种保存电的方法,穆申布鲁克于1745年做了这样一个实验:将一支枪管悬挂在空中,用起电机与枪管相连,枪管中引出一根铜线,铜线浸入一个盛有水的玻璃瓶中.他让助手一只手握着玻璃瓶,自己在一旁使劲摇支起电机.这时助手的另一只手不小心触到枪管上,猛然感到一阵强烈的电击,高喊了起来.于是,穆申布鲁克与助手互换了一下,结果他也产生了同样的 恐怖感觉 .由此得出结论:把带电体入在玻璃瓶内可以把电保存下来.当时还搞不清楚起保存作用的究竟是玻璃瓶,还是瓶子里的水?后人就把这种能蓄电的瓶子称作 莱顿瓶 .莱顿瓶的发明,为科学界提供了一种贮存电的有效的方法,为进一步深入研究电的现象提供了一种新的强有力的手段.1786年9月20日,意大利波洛尼亚的一位解剖学教授伽伐尼(1737-1798)和他的两个助手正在作青蛙解剖实验,随手将青蛙入在解剖桌上,这时一名助手不慎将手中的解剖刀的刀尖触到了一只蛙腿的神经上,顿时青蛙的四条腿猛烈地发生痉挛.站在旁边的另一名助手同时看到放在一旁的起电机跳起了一个大火花.伽伐尼重复了这个实验,观察到同样的现象.之后,伽伐尼又以严谨的科学态度,选择各种不同的条件,在不同的日子里重复了这类实验,结果青蛙腿都发生痉挛.由此得出,动物体本身内部存在着一种 动物电 .只要用一种以上的金属与之接触,这种电就能激发出来,犹如莱顿瓶放电一样,从而引起了动物体肌肉的运动.而且这种动物电与普通的摩擦电是一样的电,只是起因不同而已.伽伐尼还根据此制成了伽伐尼电池.伽伐尼的发现惊动了当时欧洲的学术界,意大利巴维亚大学的自然哲学教授伏打(1745-1827)大为赞赏,称伽伐尼的发现 在物理界和化学史上,是足以称得上划时代的伟大发现之一. 伽伐尼提出的 动物电 被不少人接受,因为那时人样自然地联想到海洋中那些带电的鱼,诸如电鳗,电鲭,似乎别的动物体内也贮藏着这种动物电,但是伽伐尼的观点也受到一部分学者的挑战.伏打就不同伽伐尼关于动物电的观点,1792年他先用实验证明伽伐尼电的本质是两种不同金属与湿的动物体连接在一起而引起的,蛙腿只是起到验电器的作用.之后,伏打花了3年时间,用各种金属搭配做了许多实验.他在一次实验中将许多金属排列成一个序列,其次序如锡、铅、铜、银、金………等,这就是著名的 伏打序列 .他发现只要按这个序列,将前面的金属紧接着下种金属搭配起来,相互接触,那么前面一种金属就带正电,后面一种金属则带负电,无一例外.1800年,伏打据此制成了有名的 伏打电堆 :他用30片、40片、60片甚至更多的铜片,让每1片铜片与1片锡片入水,或导电性能比纯水更好的食盐水、碱水,或填上一层用这些液体浸透的纸或皮革,就能产生相当多的电荷.伏打不仅用这个电堆产生了同莱顿瓶里一样的电,而且证明了它明显地具有反复产生的性能,把电堆的两端用金属导线连接起来还可以获得持续的电流.伏打的成就深得各界的赞赏.伏打电堆的发明,使人们第一次获得稳定而持续的电流,这就为科学家从研究静电现象到研究动电现象提供了坚实的技术基础. ――摘自《能源王国》中国和平出版社 ........