《欧洲人眼中的电学》
第5节

作者: aaa_ch
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  当初他们用电来捣蛋,吸引了全欧洲与北美人民的注意力,如今,这些起源,这些“次要”的事情已不为教科书所提起,在这里,重新翻起旧历史,看一看当时的人们为何要研究电学,看看他们在研究电学的过程中又有哪些利益和乐趣.
  日期:2011-09-13 20:30:09
  1.2 爱美产生电

  对于电, 公元一世纪的东汉初,我国的科学家王充就在他的《论衡》一书中写道:“顿牟掇芥”,
  “顿牟”就是玳瑁,是一种贵重的海洋动物的甲壳,也是一种有机宝石,特指玳瑁的背甲,为非晶质体,呈微透明至半透明,具蜡质至油脂光泽。玳瑁可用于制作戒指、手镯、簪(钗)、梳(栉)、扇子、盒、眼镜框、乐器的小零件,如古筝义甲和古代朝鲜琵琶的拨子也是由玳瑁制作,同时也是螺钿片的材料之一,具有独特的神韵和光彩。

  玳瑁是贵人们才用得起的装饰品。司马迁《史记•春申君列传》中有记载:“赵平原君使人于春申君,春申君舍之于上舍。赵使欲夸楚,为玳瑁簪,刀剑室以珠玉饰之,请命春申君客。春申君客三千馀人,其上客皆蹑珠履以见赵使,赵使大惭。”这段话是说赵国平原君使臣出使楚国时,为向春申君炫耀而头戴玳瑁簪身配镶有珠玉的佩剑,结果春申君让他的三千门客人人皆脚穿珍珠镶嵌的鞋见客。

  古人爱美,也爱斗富, 玳瑁容易蒙尘,君子或美人们常常擦拭它,可是却发现这时会发生“掇芥”现象, “掇芥”就是吸引芥籽的意思,意思就是经过摩擦的玳瑁能够吸引一些轻小的物体。这实际上就是摩擦生电.
  古希腊发现电也是相同的原因.
  欧洲波罗的海海边出产一种黄棕色的透明“宝石 ”,这就是琥珀。其实,琥珀原来不过是一些松树树脂,由于地壳的变动,它们被埋到地下,受到巨大的压力,渐渐演变成化石,沧海桑田,千万年以后,它们成为晶莹可爱的琥珀。
  公元前六七世纪,琥珀成为一种装饰品,美丽且十分珍贵,古希腊人喜欢把琥珀磨光,做成各种各样的装饰品。但是美丽的琥珀却很容易粘附灰尘,时间长了,人们就发现,琥珀不擦会蒙上一层尘土,若是擦拭了,也会很快蒙上尘土,而且,人们还发现, 琥珀用毛皮摩擦以后,会粘上一些绒毛,这是为什么呢?
  泰勒斯听说了,他试过后,真的如此,泰勒斯很奇怪,于是他记下了这种奇异的现象。当时的人们认为这是可以吸引轻巧物体的不可思议的力量.

  日期:2011-09-14 11:08:10
  1.3 产生电荷的原因
  正是因为摩擦产生静电感应,带电的琥珀才容易吸附尘土. 在干燥和多风的秋天,在日常生活中,人们常常会碰到静电:晚上脱毛衣睡觉时,黑暗中随着噼啪的声响,闪出蓝色的光;早上起来梳头时,头发会经常“飘”起来,越理越乱,拉门把手、开水龙头时都会“触电”,时常发出“啪、啪”的声响,甚至人与人肌肤相触时也会触电,这就是发生在人体的静电。

  实际上,所有物体都带电,比如人,你的头发,眼睛,大脑,心脏......你流出的汗,你呼出的空气等等都是带电的.
  所有的物体都是由原子构成的,物质是由原子组成的,原子的中心为原子核,原子核由带正电的质子和不带电的中子组成,它的外侧就是带负电的电子,电子在核外较大空间内做高速运动。所以,所有的物质都带电.
  但在正常状况下,一个原子的质子数与电子数量相同,正负平衡,所以,所有物体虽然带电,但物体对外又表现出不带电。
  原子核的核电荷数(即质子数)或中性原子的核外电子数环绕于原子核周围,如铜原子的核外电子有29个,但这29个核外电子不是无序运动,而是分成四层,有序的围绕原子核运动,这四层电子由内到外分别是2,8,18,1,相加就是29个,最外面只有一个电子,这个电子离原子核最远,它所受到原子核的吸引力也最小,这个最外层的电子被称为价电子.

  铜的价电子只有一个,离原子核最远,它就最容易成为自由电子.
  当由于时,能量不是作用于整个原子,而只是作用于一个价电子身上,它受不了这种压力,只好乖乖的投降.
  铜的价电子只有一个,数目少且容易征服,因此,它的导电性是相当好的,因此常被人们用为电线.
  所谓物体不带电就是电子数与质子数相等,物体带电则是这种平衡的破坏。即原子的核外电子一经外力即脱离轨道,离开原来的原子而侵入其他的原子,原子因缺少电子数就会带有正电,另一些原子因增加电子数就会呈现负电。
  造成不平衡电子分布的原因即是电子受外力而脱离轨道,使原子的正负电不平衡,这个外力包含各种能量(如动能、位能、热能、化学能,即电、磁、光、热,和摩擦等).
  静电现象是由点电荷彼此相互作用的静电力产生的。如在氢原子内,电子与质子彼此相互作用的静电力超大于万有引力,静电力的数量级大约是万有引力的数量级的40 倍。这种情况下, 价电子必然会脱离原来的轨道,呈现出带电状态.

  图暂时传不上去,下午再传.
  日期:2011-09-14 21:50:06
  1.4“接触分离”起电
  在日常生活中,任何两个不同材质的物体接触后再分离,由于两种物体的原子的核外电子的引力必定会有差别,引力强的核外电子“侵略和占有”了引力弱的核外电子,自然而然的会产生静电,不过,非常微弱,比如你的手碰触的任何一样东西都会产生静电,虽然看不出来。
  也就是说,当两个不同的物体相互接触时就会使得一个物体失去一些电荷,如电子转移到另一个物体使其带正电,而另一个体得到一些剩余电子的物体而带负电。而摩擦起电的实质就是一种不断接触与分离的过程, 两种不同的物质相互摩擦后,原子间发生碰撞,其中一个物质的原子外不太忠诚的”小弟”就会发生背叛,移动到另一个物质中,这时,减员的一方带正电,而接受”小弟”的一方,就带负电.随着这种过程的加剧,静电就变得强烈起来。

  当电荷积累的越多,就使物体带上越明显的静电。通常在从一个物体上剥离一张塑料薄膜时就是一种典型的“接触分离”起电,在日常生活中脱衣服产生的静电也是“接触分离”起电。固体、液体甚至气体都会因接触分离而带上静电。这是因为气体也是由分子、原子组成,当空气流动时分子、原子也会发生“接触分离”而起电。
  静电不只是看似简单的摩擦起电,静电学是一门专门的学问,而且还很复杂,到现在还是研究不透,它有各种各样的奇怪现象.
  静电与“流电”的区别
  实际上并没有流电这一名词,不过,直流电和交流电都是“流电.”
  静电(static electricity),是一种处于静止状态的电荷。静电通常电压很高,人们脱毛衣时发出的电火花就达到了几十万伏,一些静电甚至能达到几百万伏,上千万伏。但是静电不能形成电流,所以人们就感觉不到太强烈的电击。
  直流电和交流电则是“流电”,即能够运动的电,电路接通时,电流能从一个方向(正极)向另一个方向(负极)流动(早期科学家不知道电流的流向,他们规定从正极流向负极,其实是从负极流向正极.)。

  人们常说一件电器的用电量是多少瓦,好象电被用掉了,其实电并没有消失.自来水在水管中流动,然后被人们喝掉了.但电并没有被电灯,电视,电动机……“喝掉,”而是如同水驱动水车一样,它是在做功,而不是消耗掉.
  日期:2011-09-15 14:54:11
  1.5 指南针(一)
  与电吸引现象相同,古代人们很早就发现了磁吸引现象.早在春秋战国时期,正处在奴隶制社会向封建社会过渡的大变革时期,生产力有了很大的发展,特别是农业生产更是兴盛发达,因而促使了采矿业、冶炼业的发展。由于生产劳动,人们接触了磁铁矿,开始了对磁性质的了解.
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