4、杜菲發現電有兩種
杜菲(1698~1739),法國皇家花園管家,早年從事化學研究。
1732年開始電學研究,1733年發現絕緣起來的金屬通過摩擦可以起電。因此,他得出所有物體都可以摩擦起電的結論。他認為把物體分為“電的”和“非電的”并沒有事實依據。
1629年,意大利學者卡比奧(1586—1650年),發現摩擦起電的琥珀吸引小物體到它上面后,又把小物體排斥開去。后來的許多學者研究這一現象,提出各種假設來解釋它。直到100多年后才被杜菲解決。
杜菲在吉爾伯特研究的基礎上,對驗電器做了改進,用金箔代替金屬指針,并用它對摩擦帶電的玻璃棒和琥珀做驗證,發現兩者帶的電是不同的。他由此指出:存在兩種性質不同的電,并稱之為“玻璃電”(即現今所講的正電)和“琥珀電”(即現今講的負電)。互相排斥的物體具有相同電性;互相吸引的物體具有不同電性。不帶電的物體可以從帶電的物體獲得電,兩者所帶的電是相同的。
為解釋兩種電,杜菲提出了二元電流體理論,當他們結合在一起時,彼此中和。
5.馬森布羅克發明萊頓瓶
馬森布羅克(1692—1761),荷蘭萊頓大學物理教授。
1745年,馬森布羅克發明了收集電荷的萊頓瓶。
電擊試驗:為貯存電荷,馬森布羅克將起電機和一懸掛的槍管相連,再永一跟銅線從槍管引出,銅絲的一端插入盛水的玻璃瓶內,起電機起電后,當用手和槍管接觸時,被強力電擊。他意識到:把帶電體放在玻璃瓶內是可以把電保存下來的,只是當時他搞不清楚是靠瓶子還是靠瓶里的水來起保存點的作用的。
法國的諾萊特對用水“貯存”電很感興趣,經反復試驗終于明白:是干燥的玻璃瓶把靜電“貯存”起來的。
馬森布羅克和諾萊頓對萊頓瓶進行改進后,于1749年4月的一天,諾萊頓在法國的一教堂前的廣場進行了一次科學表演。他邀請了路易十五的皇室成員觀看萊頓瓶表演。他讓七百名修道士手拉手排成一環形,隊伍全長約900英尺(約275米),諾萊特讓排頭的人手握萊頓瓶,一瞬間,七百名修道士因受電擊幾乎同時跳起,使觀眾目瞪口呆,受到震驚。
諾萊特以令人信服的證據向世人展示了電的巨大威力。
萊頓瓶的發明是靜電學研究史上一個標志性進展,使得以往只有摩擦才能產生的電可以貯存起來,第一次有辦法得到很多電荷,并對其性質進行研究。萊頓瓶稱為世界上最早貯存電的容器。因為最早是在萊頓大學發明的,故叫萊頓瓶。
6.富蘭克林統一“天電”和“地電”
富蘭克林(1706—1790),美國政治家、科學家、社會活動家。
1746年,富蘭克林得到一個英國物理學家柯林森郵寄給他的萊頓瓶,由此開始了他的電學研究。
1747年,富蘭克林提出:在正常條件下,電是以一定量存在于所有物質中的一種元素;電跟流體一樣,摩擦的作用可以使它從一物體轉移到另一物體,但不能創造;任何孤立物體的總電量是不變的,從而得到電荷守恒定律。
他發現兩個不同性質電荷的帶電體,相互接觸后可以呈現中性。根據這種相消性和數學上的正負數的概念,把兩種不同性質的的電荷分別稱為“正電”和“負電”,并用“+”和“-”表示正負電荷。他所用的正、負、電的術語,至今仍被采用。
他還觀察到導體的尖端更易于放電。
1752年的風箏實驗——統一了“天電”和“地電”
1752年7月的一個雷雨天的上午,他將一只風箏放到空中,風箏下安一鐵絲,鐵絲下栓一麻繩,麻繩的下端栓絲線,絲線連接處栓一銅鑰匙。他把從云端“吸取”的電荷收集到萊頓瓶中,進行其他試驗。
現象:他觀察到,麻繩與絲線的小纖維都豎立起來,跟摩擦產生的電的效果一樣;他用手靠近鑰匙時出現火花;他使萊頓瓶充電再放電,產生的效果都與摩擦電完全相同。
這一工作,揭開了雷電的奧秘,即雷電就是一種放電現象,統一了“天電”和“地電”,使人類對電的認識前進了一大步。
風險:1753年,俄國學者赫曼在做大氣電實驗時不幸被雷擊中身亡。