日期:2011-10-14 10:34:56
8.11 一次著名的电野餐
富兰克林生性活泼,有自己一大帮的小群体,这些朋友经常观看富兰克林的表演,所以,他极有兴致的又设计了其它的小实验,玩得不亦乐乎。
其中一个游戏是“鬼画符”,如果不知道其中道理,就显得十分神秘.
他用棉布摩擦玻璃板,让玻璃板带电,然后便用手指在板上写字或画一个简单的画,不过,这字或画谁也看不出来。接着,他向玻璃板上撒满一些灰尘,接着用力一吹,除了大部分玻璃板仍沾满了细灰尘,可是,富兰克林原来用手指写字或画的地方就没有灰尘,于是,字或画就显示出来了。
“鬼画符”其实很简单,只是因为玻璃板摩擦后带上正电,因此整个玻璃板应当都能吸附灰尘,但当富兰克林用手指写字后,玻璃板上的电荷会从手上跑掉,因此这部分玻璃不再带电,也就没有吸住粉末的本领了。
富兰克林也知道电能够电死老鼠,鸡这样的小动物,可他并不想重复别人的实验,他更想别出心裁,于是他又搞出了花样.
“爸爸,我想吃火鸡哎!”儿子叫道.
“我也想吃烤火鸡!”小女儿也叫道.
富兰克林:“走,爸爸带你去捉火鸡.”
“好的,爸爸.”
“不过,我们用电去电火鸡,好不好?”
“耶,太好了!”孩子兴奋的跳了起来.
树林中,一位中年男子与一个小男孩一个小女孩追着一只火鸡.
“爸爸,看,那是火鸡,快追!”
富兰克林手里拿着莱顿瓶在追,儿子女儿气喘吁吁的也在后面追,”爸爸,等等我!”
富兰克林追得满头大汗,终于追上了,用莱顿瓶将火鸡电晕.富兰克林作为一个新闻工作者,当然知道舆论的重要性,他也准备做自己的大型表演.
没过多长时间,富兰克林在舒伊基尔河畔搞了一次著名的电野餐,这次电野餐从捕捉火鸡,到点燃柴火,再到烧烤的旋转装置全部由电来完成。被邀参加野餐的有英国,法国,荷兰与德国的贵族和电学家们,他们在野餐前用电击杀了一只火鸡,然后把火鸡拿到用莱顿瓶点燃的一堆火旁烧烤,烧烤火鸡以前都需要一个人工转动的支架,不过富兰克林的烧烤支架是事先做好的, 火鸡放到一个圆盘上,圆盘则安在一个轴上。利用莱顿瓶尖端放电来转动这个圆盘,当莱顿放不断地放电电时,圆盘就不停的转动了。
对这次宴会,许多人印象深刻,这些人潜意识里已经设想,电也许会有重大的作用,可是,在此时,客人们与富兰克林却产生了更深的想法,“电到底是什么?”“它有什么用处?”“怎样才能了解和看清这个看不到摸不到的东西?”
富兰克林一方面如一个孩子一般的兴奋,但另一方面他却不能了解这一切到底是什么原因,更谈不上如何利用它,如果是别人,可能不会自寻烦恼了,但富兰克林却有一颗探究到底的童心.
日期:2011-10-14 14:20:06
8.12 电的本质
在富兰克林之前,就已经有人认为电是一种流体,也是在富兰克林之前,法国御花园主管迪费就已经意识到有两种不同的电, 摩擦玻璃棒和摩擦橡胶棒所产生的电特性不同,同电相斥,异电相吸。因此,迪费就断定电的本质有两种。这就是迪费的“双流质”理论.但也有人猜测,所谓两种不同的电是不是也可能是一种电的两个方面?当时的电学家们在争论着,可是谁也不能证明究竟是两种电还是一种电的两个方面,电学家们伤透了脑筋也找不到论证的方法.
一次偶然的发现,富兰克林对电学的研究有了突破.事情是这样的:
有一次,他叫两位朋友都站立在用腊做成的平台(绝缘板)上,他自己则站在地上。一位朋友用手摩擦一个玻璃管,使它带电。右边的朋友再用手指接触玻璃管,也带上电。
这时他伸出双手分别和两位朋友接触,只要气候干燥,接触的时候就会看见电火花。同时,富兰克林也发现: 若他们两个人的任何一个与他接触后下,两位朋友再接触时,就不会出现电火花。这是为什么呢?
富兰克林将他的实验与迪费的实验相对比,不禁对迪费的观念产生了疑问:朋友们身上只是有玻璃电,为何他们接触时会出现玻璃电与树脂电相接触时相同的情形呢? 富兰克林认为:摩擦玻璃管的朋友失去电因此带负电,另一个朋友得到电则带正电。两位朋友互相接触以后,电荷中和后,重新平衡,所以不带电了。他根据这个实验提出了著名的电荷守恒原理,就是在任何一种绝缘体系中,总电量是一定的。富兰克林因此成为电学史上第一个正确阐述电的性质的人.
富兰克林由此提出了“单流质”理论,认为电是一种“由极细微的粒子”组成的“弹性流质 ”。不论什么物体,都具有一定数量的“电流质 ”。这种电流质太多或者太少,都能够使物体显示出带电的性质。所以,电的本质只有一种。
每个物体都带有一定量的电荷,电量不足带“玻璃电”,如果过量就带“树脂电”。他并且用正负符号表示这两种电荷,这和现在的“失去电子带正电,得到电子带负电”虽然表面上相反,但本质解释上是相同的了。
富兰克林的猜测基本上还是正确的,只要把正负倒过来就行了。而且富兰克林的电荷移动方向也是错误的,他认为电荷是由正向负流动,实际上是由负向正移动.
两百多年来,大家一直沿用富兰克林的说法,如果更改,将会带来很多麻烦。所以,现在人们仍旧按照老习惯,把正电荷的流动方向叫做电流方向。
日期:2011-10-14 16:49:53
8.13 富兰克林窗格玻璃
富兰克林揭秘了电的本质后,其实相当于揭秘了莱顿瓶的本质:莱顿瓶内外两层所带的电正好极性相反,数量相等。
莱顿瓶的本质就是将电分成正电与负电,分开储存,而不让它们中和,就可以长时间的保存,甚至从理论上讲,如果能保持绝对的绝缘,电应当是可以永久保存的.
上文中曾经提到, 维尔克和埃皮努斯曾试着在两块木板上涂上锡,然后把它们隔开几英寸平行悬置。他们将其中一块板绝缘并充电,将另一块接地。当一个实验者同时接触这两者时,感受到了强烈的电击。埃皮努斯由此推论,储存电并不一定要用玻璃,只要是一对用非导体隔开的导体都可以储存电。
事实上,他们的研究成果就是在“富兰克林窗格玻璃”的成功的,而“富兰克林窗格玻璃”也不是富兰克林首先发明的,最先发明这种“电容”的是一位不次于富兰克林的牛人,这位牛人就是发明了水泥,建造了著名灯塔,对航海极有研究的科学家兼建筑师史密顿最早发明的.不过,史密顿虽然是位大牛人,可是富兰克林掌握着舆论工具,影响力巨大,所以英国本土的史密顿没能抢过殖民地的富兰克林,看来强龙也斗不过地头蛇!
所谓“富兰克林窗格玻璃”,是将一块窗格玻璃的两面涂上铅,用作储存电,即使现在,仍然被称为“富兰克林窗格玻璃”。
富兰克林还发现了电能熔化金属。富兰克林用电火花熔化金属的方法是在两片玻 璃之间放上一片锡箔或金箔,然后让一个大莱顿瓶通过箔片剧烈放电。结果金属被粉碎。由于箔片太薄,富兰克林没有发现在这个过程中产生任何热,所以他认为是“冷熔“。
可是,当富兰克林的朋友金内斯利让一个包括三十五个电瓶的电池通过一根导线放电时,金属被加热到赤热状态,以至熔化,就象火炉中的铁一样。富兰克林观看了这一实验后,放弃了“冷熔”的观点。
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