2025年高考物理靜電現(xiàn)象的早期研究

　　靜電現(xiàn)象的早期研究

　　人們對電現(xiàn)象的初步認(rèn)識很早就有記載，早在公元前585年，古希臘哲學(xué)家塞利斯，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了摩擦過的琥珀能吸引碎草等輕小物體.我國在東漢時期的王充在《論衡》一書中提到"頓牟掇芥"等問題，所謂頓牟就是琥珀，掇芥意即吸引籽菜，就是說摩擦琥珀能吸引輕小物體。西漢末年，有關(guān)于"玳瑁吸（細(xì)小物體之意）的記載，以及"元始中（公元三年）……矛端生火"，即金屬制的矛的尖端放電的記載。晉朝（公元三世紀(jì)）還有關(guān)于摩擦起電引起放電現(xiàn)象的記載："今人梳頭，解著衣，有隨梳解結(jié)，有光者，亦有聲。

　　在對電現(xiàn)象的早期研究中，最早進(jìn)行系統(tǒng)研究的首推英國醫(yī)生威廉．吉爾伯特，他在文章中說："隨便用一種金屬制成一個指示器……在這個指示器的另一端，移近一個輕輕摩擦過的琥珀或者是光滑的磨擦過的寶石這指示器就會立即轉(zhuǎn)動"，他通過大量的實驗駁斥了許多關(guān)于電的迷信說法，并且發(fā)現(xiàn)不僅摩擦過的琥珀有吸引輕小物體的性質(zhì)，而且其它物質(zhì)象金剛石、水晶、硫磺、硬樹脂、明礬等也有這種性質(zhì)，他把這種性質(zhì)稱為電性。1660年，馬德堡的蓋利克發(fā)明了第一臺摩擦起電機，他用硫磺制成形如地球儀的可轉(zhuǎn)動物體，用干燥的手掌擦著干燥的球體使之停止可獲得電，蓋利克的摩擦起電機經(jīng)過不斷改進(jìn)，在靜電實驗中起著非常重要的作用。

　　１８世紀(jì)中葉，電學(xué)實驗逐漸普及，在法國和荷蘭有不少人公開表演認(rèn)為娛樂。1731年，英國牧師格雷從實驗中發(fā)現(xiàn)，由摩擦產(chǎn)生的電在玻璃和絲綢這類物體上可以保持下來而不流動，而有的物體如金屬，它們不能由摩擦而產(chǎn)生電，但卻可以用金屬絲把房里摩擦產(chǎn)生的電引出來繞花園一周，在末端仍具有對輕小物體的吸引作用，他第一次分清了導(dǎo)體和絕緣體，并認(rèn)為電是一種流體。電既是一種流體，而流體比如水是可以用容器來蓄存的，1745年，德國牧師克茉斯脫，試用一根釘子把電引到瓶子里去，當(dāng)他一手握瓶，一手摸釘子時，受到了明顯的電擊。1746年，荷蘭萊頓城萊頓大學(xué)的教授彼得.馮.慕欣布羅克無意中發(fā)現(xiàn)了同樣的現(xiàn)象，用他自己的話說："手臂和身體產(chǎn)生了一種無形的恐怖感覺，總之，我認(rèn)為自己的命沒了"，。就這樣穆欣布羅克公布了自己意外的發(fā)現(xiàn)：把帶電的物體放進(jìn)玻璃瓶里，就可以把電保存起來。

　　穆欣布羅克的發(fā)現(xiàn)，使電學(xué)史上第一個保存電荷的容器誕生了。它是一個玻璃瓶，瓶里瓶外分別貼有錫箔，瓶里的錫箔通過金屬鏈跟金屬棒連接，棒的上端是一個金屬球，由于它是在萊頓城發(fā)明的。所以叫做萊頓瓶，這就是最初的電容器萊頓瓶很快在歐洲引起了強烈的反響，電學(xué)家們不僅利用它們作了大量的實驗，而且做了大量的示范表演，有人用它來點燃酒精和火藥。其中最壯觀的是法國人諾萊特在巴黎一座大教堂前所作的表演，諾萊特邀請了路易十五的皇室成員臨場觀看萊頓瓶的表演，他讓七百名修道士手拉手排成一行，隊伍全長達(dá)900英尺（約275米）。然后，諾萊特讓排頭的修道士用手握住萊頓瓶，讓排尾的握瓶的引線，一瞬間，七百名修道士，因受電擊幾乎同時跳起來，在場的人無不為之口瞪目呆，諾萊特以令人信服的證據(jù)向人們展示了電的巨大威力。

　　萊頓瓶的發(fā)明使物理學(xué)第一次有辦法得到很多電荷，并對其性質(zhì)進(jìn)行研究。1746年，英國倫敦一名叫柯林森的物理學(xué)家，通過郵寄向美國費城的本杰明.富蘭克林贈送了一只萊頓瓶，并在信中向他介紹了使用方法，這直導(dǎo)致了1752年富蘭克林著名的費城實驗。他用風(fēng)箏將"天電"引了下來，把天電收集到萊頓瓶中，從而弄明白了"天電"和"地電"原來是一回事。

　　十八世紀(jì)后期，貝內(nèi)特發(fā)明驗電器，這種儀器一直沿用到現(xiàn)在，它可以近似地測量一個物體上所帶的電量。另外，1785年，庫侖發(fā)明扭秤，用它來測量靜電力，推導(dǎo)出庫侖定律，并將這一定律推廣到磁力測量上�？茖W(xué)家使用了驗電器和扭秤后，使靜電現(xiàn)象的研究工作從定性走上了定量的道路。

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