靜電學是電學中最古老的學科,人類對靜電的認識大體上經歷了:觀察記載、定性研究、定量研究、現代靜電技術的建立與應用,這么一個漫長的發展歷程。
一、古代對靜電現象的認識與記載:
“電”一詞在西方文化中,是從希臘人“琥珀”轉意而來;在中國則是從雷閃現象中引出的。
大約在公元前16世紀的殷商時代的甲骨文中就出現了“雷”的文字。
約公元前11世紀的西周時代的青銅器的銘文中已出現了“電”字。
公元前20年左右,西漢末期的《春秋緯?考異郵》中記載“碡(玳)瑁吸楮”,(玳瑁吸引細小物體)的現象。
東漢時期王充在《論衡》中進一步記載了這種現象:“頓牟(即玳瑁)撮芥,磁石引針”的現象
西晉張華在《博物志》中記載了摩擦起電引起放電的現象“今人梳頭、解著衣時,有隨梳、解結有光者,也有咤聲”。(指梳頭或脫衣時因摩擦起電而發出閃光和噼啪之聲)。
公元前585年,希臘哲學家泰勒斯記載了摩擦后的琥珀吸引羽毛等輕小物體的現象。
這一階段,人們關于電的知識,都是由生活經驗得出,比較零散,而將這些現象看作與磁石吸鐵一樣,屬于物質具有的性質,在此后的2000多年中,沒有重大發現,僅是記載了一些靜電現象。
二、靜電的定性研究階段
1吉爾伯特最先系統地研究電磁現象。
吉爾伯特(1544~1603),英國著名的醫生、物理學家。1600年吉爾伯特出版《論磁》,第一次明確的區分了電的吸引和磁的吸引,他認為:
①.磁性是天然的,而電性需經摩擦產生;
②.磁力作用只在少數物體間發生,而電力作用則是普遍的;
③.磁力有兩種——引力和斥力,而電力僅有引力(當時不知道電有斥力);
④.磁體之間作用不受中間物體影響,而帶電體則不然。
他還發現:除琥珀外,金剛石、藍寶石、水晶、玻璃、硫磺、硬樹脂、云母、巖鹽等經摩擦后都有吸引輕小物體的性質,他認識到這是物質普遍具有的現象,因此根據希臘文 “琥珀”(ηλεκτρ?νιο)引入“電”(Electric)一詞,并把像琥珀這樣經過摩擦后能吸引輕小物體的物質稱作“帶電體”。
吉爾伯特還發明了世界上第一個可供試驗用的驗電器。
2.格里克發明摩擦起電機。
奧托·格里克(1602~1686)是德國物理學家、政治家、工程師、馬德堡市市長。
1660年發明了世界第一臺可產生大量電荷的摩擦起電機。為進一步研究電創造了條件,并用此起電機試驗觀察到了放電時的電火花。
他還發現:帶同種電的物質相斥;電荷能夠傳導到亞麻線的末端;帶電體可使附近的物體帶電。因此,他是電傳導和電感應現象發現方面的先驅。
3.格雷發現電的傳導現象。
斯蒂芬·格雷(1666—1736),英國發明家。生于英國的一個手工藝家庭,精于工藝。晚年對電學很感興趣,連續進行了三年研究,于1729年發現電的傳導的現象。他最早明確描述了電傳導現象,并通過實驗區分了導電和非導電物。
他把電容易傳導的物體叫“導電體”(如金屬);電難以通過的物體叫“非電導體”(如絲線)。
他還做過一個實驗,把一個小孩用幾根粗絲繩水平吊起,用摩擦過的帶電玻璃管接觸小孩的胳膊,小孩的手和身體便能吸引到羽毛和銅屑,證明了人體也是導電體。