《欧洲人眼中的电学》
第22节

作者: aaa_ch
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  格雷认识到,“当电素来到维持线路金属丝时,它就通过金属丝而传到它们两端固定于其上的木杆,因而不再沿通向象牙球的线路继续行进了“虽然金属线在与地接通时不能表现出带电状态,可是,当它悬空时却是电的良导体.
  从这些实验中, 格雷认为某些材料如铁、铜是导体,而另一些材料如丝绸是绝缘体。
  日期:2011-10-01 18:45:10
  5.6 电流的输送

  再说一下.
  1729年,年近半百,一无所有的格雷,这个靠领取退职金度日的穷人,不甘心最终无声无息的死去,自幼聪明骄傲的他,不能接受自己上半辈子的失败,他试图通过电磁解决航海定位,他研究罗盘,研究磁偏磁倾,也研究格里克最早发明的摩擦起电机,简直到了废寝忘食的地步。可是这些研究都需要金钱的,窘困的格雷手头周转不灵.
  这时,格雷认识了一位名叫格兰维尔•惠勒的人,这是一位富翁,也是一个电学迷,两人一见如故,很快成为了好朋友,格雷讲了自己的理想和正在研究的方向。惠勒于是出钱买了器材、添了设备。格雷得到了惠勒的资助,两人开始一起钻研电磁学。
  格雷与惠勒在研究电磁的过程中虽然没能发现解决经度问题的方法,但是他偶然发现:电流可以输送,又发现了导体与绝缘体,在此情况下,他们想看看电到底能流多长距离.
  这样,格雷就需要研究导电材料,即电线,他试验了许多种物质,最终发现,还是用金属丝来导电最好.

  他们将金属丝连接到起电器上,一开始就成功的将电输送了52英尺. 几天后,他们爬上了伦敦最高的建筑物——1710 年才竣工的新圣保罗大教堂的钟塔,使电荷沿着 30 多米长的金属线垂直流下来。成功的喜悦使两人都激动不已。于是他们决定继续试验,看看电荷会不会沿着水平方向流动。
  格雷继续改进起电机与电线,他试用空心或实心,粗的或细的金属丝,在1729年6月的一天,他取得了巨大的进步,电被输送了765英尺.
  格雷同他的合作者惠勒发现,电作用被传送的最远距离吸能达到一百八十米左右,最后更达到二百七十米。格雷的实验显示了,能把电性质传送 到远处其他物体的物体和不能做到这一点、因而可用来保存电荷的物体 (包 括毛发、丝、松香和玻璃)两者截然不同。
  由于流动于电线中的电流是固定的,因此电压越高,电线就可越细.就如同水管一样,水压越高,在相同面积的水管中,流过的水就越多.在流过相同水量的水管,水压高的水管可做的细些.
  高压电即因于此,以高压电来传输电,能节省大量的材料,从而节约金钱.

  过会还有一更.
  日期:2011-10-02 08:23:35
  抱歉,先补上昨天的一更.
  5.7 感应起电实验
  格雷与惠勒发现电能传输之后,兴奋的向一些朋友们展示,这引起旁观的人们中有一些有身份有地位的贵族,在听到格雷的解释后,他们如孩子一般兴奋,向他请教有关电的各种细节.等这些贵族回到家后,他们或是象家人朋友描述那令他们难忘的一幕,有的调皮的贵族甚至开始恶作剧.

  有人将金属线扯到门把手上,当有人推门进房时,被电的跳起来,主人则得意的笑起来.还有的贵族将金属丝扯到餐椅上,坐下来准备吃饭的客人们目瞪口呆的发现,叉子上竟出现了火花,让他们直怀疑自己是不是眼花了.
  从人身上生出火花来,引起世人的惊奇,使促人们对电的本质、物质结构以及雷电现象等进行探索,从而促进了电学的发展。
  这时格雷又有了新的发现.
  我们都知道受到摩擦的一些物体因带电会吸引轻小物体,如琥珀摩擦后会吸引碎纸片,再如塑料在头上摩擦后会将头发吸的向上飘扬,这是摩擦起电,可是,再将这块塑料挪到另一个没和塑料摩擦的人的头上,仍会引得这人头发竖起,使得这人的头发也带电.
  这就是感应起电.其实,很早人们就发现了磁磁感应,吉尔伯特发现,磁铁再加上一些钢帽后磁性会增强,如同我们两个看到的喇叭的磁铁都带着两块铁片,磁力将会更强,这实际上就是磁磁感应.而格雷所发现的是电电感应,学术上讲就是感应起电,即两物体不用接触,一个不带电的物体就能从一定距离内的另一个带电物体上感应到电,从而带上电.

  磁磁感应和电电感应都是较简单的,而在后来,比较难的就是电磁感应和磁电感应了,即电动机和发电机的原理.
  格雷先发现,只要把起电的物体与传导线相连,能将电传输到很远的地方,可是后来他又发现,即合起电的物体并不与导线相连,只是放在传导线近傍,电的效力同样也可以传送出去。这样,他率先发现了电感应现象。
  格雷利用电感应现象做了一些令人震惊的实验,最著名的则是导电男孩,可以说,这个实验对于电磁学的发展特别是早期的发展具有最重要的意义,哪怕是在所有的电学实验中,这个小实验也可以数到前三位.
  日期:2011-10-02 11:41:09
  5.8 使形形色色东西起电

  格雷做过许多不同的感应起电实验,在这里只能提到少数几个。如他取两个大小相同的橡木立方体,一个实心,另一个中空,用毛发做成的绳把它们悬吊起来,然后用一条传导线路联接两者,并将一根摩擦过的带电玻璃管放在这线路的中间,与两个橡木立方体等距离,如此通过感应使两者起电。于是观察到,放在两个橡木块下方等距离处的黄铜箔受到相等的吸引,尽管没有电从带电体传递给它们.

  格雷和惠勒发现电感应后对电学更加感兴趣,他们想发现电到底能使多少种物体感应上电.于是,他们以形形色色东西来试验,金属、黄瓜、公鸡、赤热的拨火棍、伞和世界地图……只要能想到的东西他们都拿来试验,这种感应起电甚至还包括小男孩.
  格雷在起电前先把人或物放在一个松香块上,实际上就是一个绝缘凳。他曾把一个盛满水的小容器放在这样一个绝缘凳上,当把一根带电玻璃棒靠近水面时,他看到,玻璃棒附近的水上升了.
  格雷还观察到一根尖顶铁棒悬在被激发的玻璃管附近时产生的美妙的发光放电现象。
  这些现象越来越引起格雷的好奇,他甚至试着用人体来导电,结果他发现果然可行而且有趣,于是他决定当众表演一番,接着就发生了著名的,也是让人们津津乐道的一幕.
  1730年的4月8日,格雷请来了许多当地名人,开始了他的表演,格雷事先做好一个约有两米高木架,然后系上七八根绳子再悬挂上一个瘦小的男孩,男孩身穿厚厚的衣服,只露出手,脚和头部.男孩右手里握住一根金属棍,上面挂着一个象牙球.身下的桌子上横向一字摆开三堆轻薄的铜片.

  围观的人们不知格雷在搞什么名堂,正在他们疑惑的时候,格雷从侧面用一个带电的玻璃管接触到男孩光着的脚趾和双手时,电传递到了男孩的身上,他的头发根根直立,并且,男孩身下的铜片随着格雷的动作升到他的面部与左手上,其中一堆铜片则升到象牙球处,然后又一起落下去.
  怎么会发生这种情况?人们议论纷纷,一个男孩怎么能让金属片向他飞去呢?
  这是魔术吗?太不可思议了!
  就在人们要求格雷解释的时候,格雷说,这不是魔术,而是电的作用,因为电能感应和传输!
  这是最初的导电男孩实验,而由于人们对此现象的好奇,很多人也开始这一实验,因此,十几年后,几十年后,一百年后,导电男孩实验在各个科学家手中都表现出了不同的现象,引起了更大的轰动.比如1743年由德国电学家豪森做的“闪电型导电男孩女孩”实验。
  导电男孩实验

  日期:2011-10-02 20:47:19
  5.9 1743年,豪森
  在格雷兴奋的进行感应起电表演的时候,有人还在进行着另一方面电磁学的改进,那就是继续格里克和豪克斯贝的工作,制造更多电量的摩擦起电机.
  继豪克斯贝工作之后,起电机在十八世纪里慢慢的发展着,尽管它曾极大地促进了对摩擦电现象的深入探究,但终究这只是一个小玩意儿,没有多大的现实意义。
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